سیستمهای بازیافت مواد و انرژی

مقدمه
برخی از مواد موجود در مواد زاید جامد شهری و صنعتی برای بازیافت و استفاده مجدد مناسبند. با توجه به این نکته می‌توان پی برد که کاغذ ، مقوا ، پلاستیک ، شیشه ، فلزات غیر آهنی و فلزات آهن مناسبترین مواد برای بازیابی‌اند و جز پلاستیکها بقیه مواد مذکور معمولا بازیابی می‌شوند.
مشخصات مواد

کاغذ ، مقوا ، پلاستیک ، شیشه ، فلزات آهنی و غیرآهنی از جمله مواد قابل بازیافت اصلی در مواد زاید جامد شهری هستند. در هر موقعیتی تعمیم برای بازیابی هر یک از این مواد معمولا با تکیه بر ارزیابی اقتصادی و ملاحظات محلی صورت می‌گیرد. در ارزیابی اقتصادی بازیابی مواد مشخصات مواد حائز اهمیت است.

سیستم‌های فرآیند و بازیافت
به منظور جداسازی اجزای دلخواه و انجام فرآیند بر مواد قابل اشتعال ، برای بازیابی مواد یا انرژی لازم است دیاگرامهای عملیاتی ترسیم شود. مواد سبک قابل احتراق معمولا به نام سوخت حاصل از دور ریز خوانده می‌شوند.

طراحی و ترسیم سیستم
طراحی و ترسیم تاسیسات فیزیکی که دیاگرام واحد فرآیند را تشکیل می‌دهند، زمینه اصلی اجزا عملکرد موفقیت آمیز چنین سیستم‌ها هستند. عوامل مهمی که در طراحی و ترسیم چنین سیستم‌هایی باید مورد توجه قرار گیرند عبارتند از:

۱٫ بازده و کارایی فرآیند
۲٫ اطمینان و انعطاف پذیری
۳٫ سادگی و عملکرد اقتصادی
۴٫ خوشایند بودن وضعیت ظاهری
۵٫ کنترل‌های زیست محیطی

بازیابی مواد حاصل از تبدیل بیولوژیکی مواد زاید جامد عبارتند از: کود ترکیبی ، متان ، پروتئینها و الکلهای مختلف و انواع مختلفی از ترکیبات واسطه‌ای عالی. تهیه کود ترکیبی و هضم بی‌هوازی دو فرآیندی هستند که بیش از همه فرآیندها توسعه یافته‌اند.

تولید کود ترکیبی (تبدیل هوازی)
اگر مواد آلی به استثنای پلاستیک ، لاستیک و چرم از مواد زاید جامد شهری جدا شده و در معرض تجزیه باکتریایی قرار گیرند، محصول نهایی به جا مانده پس از فعالیت باکتریایی هاضم و غیرهاضم ، کود ترکیبی یا هوموس خوانده می‌شود. کل فرآیند که در برگیرنده جداسازی و تبدیل باکتریایی مواد زاید جامد آلی است به نام تولید کود ترکیبی شناخته می‌شود. تجزیه مواد زاید جامد آلی با وجود اکسیژن و یا نبودن آن ممکن است به دو صورت هوازی یا بی‌هوازی صورت گیرد.

مراحل عملیات تهیه کود ترکیبی
۱٫ تهیه مواد زاید جامد
۲٫ تجزیه مواد زاید جامد
۳٫ تهیه محصولات و بازیابی
• مرحله سوم شامل آسیاب کردن ، اختلاط با مواد افزودنی متعدد ، دانه بندی ، بسته بندی ، ذخیره سازی ، محل و در برخی از مواقع عرضه مستقیمبه بازار است.

هضم بی‌هوازی
هضم بی‌هوازی یا تخمیر بی‌هوازی فرآیندی است که برای تولید متان از مواد زاید بکار می‌رود. در اغلب فرآیندها که گاز متان از مواد زاید جامد در اثر هضم بی‌هوازی تولید می‌شود.
مراحل هضم هوازی
• اولین مرحله عبارت است از آماده سازی جز آلی مواد زاید جامد برای هضم بی‌هوازی و این مرحله معمولا شامل مراحل دریافت ، تنظیم ، جداسازی و کاهش اندازه است.
• مرحله دوم عبارت است از افزایش رطوبت و مواد مغذی ، بهم زدن ، تنظیم PH تا حدود ۷/۶ ، حرارت دادن دوغاب تا دمای بین ۲۲۸ تا ۳۳۳k (55 تا ۶۰Cْ) و هضم بی‌هوازی در یک راکتور با جریان پیوسته که محتویات آن به خوبی برای مدت زمانی بین ۵ الی ۱۰ روز مخلوط می‌شوند.

• مرحله سوم عبارتست از جمع آوری ، ذخیره سازی و در صورت نیاز جدا کردن اجزای گاز متصاعد شده در حین فرآیند هضم ، دفع مواد زاید هضم شده عملی است که الزاما باید صورت بگیرد.
بازیابی محصولات تبدیل گرمایی
محصولات تبدیلی گرمایی که از مواد زاید جامد بدست می‌آیند، عبارتند از حرارت ، گازها ، تعداد متنوعی از روغنها و مقداری از ترکیبات آلی مربوط به یکدیگر.

احتراق مواد زاید: عناصر اصلی مواد زاید جامد عبارتند از: کربن ، هیدروژن ، اکسیژن ، نیتروژن و گوگرد در شرایط مطلوب در هنگام سوختن مواد زاید جامد محصولان نهایی گازی شامل) CO2 دی اکسید کربن( )H2Oآب) N2 (نیتروژن) و) SO2 (دی اکسید سولفور) می‌شوند.
خاکسترسازی همراه با بازیافت گرما
گرمای موجود در گازها حاصل از خاکسترسازی جامد را می‌توان در اثر تبدیل به بخار بازیابی کرد. گرمای اندکی که در گازهای پس از بازیافت گرما باقی می‌ماند را می‌توان آن برای پیشگرم کردن هوای احتراق آب جبرانی دیگ بخار یا سوخت مواد زاید جامد مورد مصرف قرار داد.
خاکسترسازهای بزرگ موجود

خاکسترسازهای بزرگ موجود به منظور استخراج گرما از گازهای احتراق بدون وارد کردن مقادیر اضافی هوا یا رطوبت می‌توان از دیگهای بخاری که سوخت آنها را مواد زاید تشکیل می‌دهند، استفاده کرد. در عمل خاکسترساز پیش تخلیه به اتمسفر (از دامنه دمایی ۱۲۵۰ تا ۱۳۷۵k (1800 تا ْ۲۰۰۰f ( تا دامنه دمایی ۵۰۰ تا ۸۰۰k (600 تا ْ۱۰۰۰f خنک می‌شوند. قطع نظر از تولید بخار ، استفاده از سیستم دیگ بخار در کاهش حجم گازهای تحت فرآیند در تجهیزات کنترل آلودگی هوا کارساز است.

خاکسترسازهایی که آب در دیواره آنها جریان دارد.
در این خاکسترسازها ، دیواره‌های داخلی محفظه احتراق دارای لوله‌های دیگ بخار است که بطور عمودی قرار گرفته‌اند و در قسمتهای پیوسته بر یکدیگر جوش خورده‌اند. هنگامی که به جای مواد نسوز از دیواره‌های دارای لوله‌های جریان آب استفاده می‌شود. این سیستم نه تنها برای باز یافت بخار کار آمد است بلکه در کنترل دمای کوره بدون وارد ساختن هوای اضافی نیز به مقدار زیادی موثر است.

استفاده از سوختهای حاصل از مواد زاید
این قبیل سوختها که معمولا به شکل پودر هستند در دیگهای باز صنعتی در حال حاضر با استفاده از زغال سنگ یا نفت برای تولید انرژی استفاده می‌شوند، بطور مستقیم قابل سوختن می‌باشند. سوختهای حاصل از مواد زاید جامد همراه با زغال سنگ یا نفت نیز قابل سوختن هستند. با استفاده از ماشین‌های مکعب‌ساز کشاورزی می‌توان سوختهای تراکم حاصل از مواد زاید جامد تولید کرد. سوختهای مکعبی شکل برای استفاده در تعدادی از فرآیندهای تبدیلی خاکسترسازی و یا تبدیل به گاز و پیرولیز مناسبند.

تبدیل به گاز
فرایند تبدیل به گاز عبارت است از احتراق جزیی از سوخت کربنی به منظور تولید یک گاز سوختی قابل احتراق که مقدار منو اکسید کربن و هیدروژن در آن زیاد است. دستگاه تبدیل کننده گاز اساسا یک خاکستر ساز است که تحت شرایط احیا کننده عمل می‌نماید. گرمای لازم برای ادامه فرایند از واکنشهای گرمازا بدست می‌آید در حالیکه اجزای قابل احتراق گاز دارای انرژی کم عمدتا از واکنشهای گرماگیر بدست می‌آیند. وقتی که یک دستگاه تبدیل کننده گاز در فشار اتمسفر با استفاده از مواد به عنوان اکسید کننده عمل می‌کند، محصولات نهایی فرایند به گاز عموما گازهای کم انرژی هستند که از نظر حجمی حاوی CO2%100 و CO20% و H215% و CH42% می باشند که مابقی آن را گاز N<SUB<2< sub> و پودر غنی از کربن تشکیل می‌دهد.

تجزیه مواد به کمک حرارت (پیرولیز(
پیرولیز فرآیندی به شدت گرماگیر است به همین دلیل عبارت تقطیر مخرب نیز به صورت ترازو با پیرولیز بکار می‌رود مشکل فیزیکی مواد زاید جامد تحت پیرولیز ، می‌تواند از مواد زاید خام خرد نشده تا مواد زاید کاملا پودر شده باقی مانده پس از دو مرحله خرد کردن و مواد تغییر نماید. خواص سه جز اصلی حاصل ازپیرولیز عبارتست از:

جریانی از گاز که عمدتا حاوی هیدروژن ، متان ، منو کسید کربن و دی اکسید کربن و گازهای دیگر در ارتباط با خواص آلی مواد پرولیز شونده می‌باشد.
۱٫ جزئی از قیر و یا جریان روغن که در دمای متعارف محیط مایع است و دارای ترکیباتی نظیر اسید استیک ، استون و متانل می‌باشد.
۲٫ پودری که از کربن تقریبا خالص همراه با موادی بی‌اثر داده شده در فرآیند تشکیل شده است.

انرژی و منابع تجدید شونده:

ممیزی انرژی :
ممیزی انرژی مطالعه‎ یا پیمایشی سیستماتیک برای تعیین چگونگی مصرف انرژی در یک واحد صنعتی است که فرصتهای صرفه جویی انرژی را مشخص می‎کند. ممیزی انرژی با بهره‎گیری از روشهای مناسب ممیزی و تجهیزات مورد نیاز قادر است که اطلاعات ضروری مربوط به چگونگی، کیفیت و کمیت مصرف انرژی را در اختیار مدیریت انرژی واحد صنعتی قرار دهد. ممیزی انرژی راندمان کلی مصرف و راندمان مصرف انرژی را در سطح فرایندهای واحد مشخص می‎کند. مدیر انرژی نیز با بهره‎گیری از اطلاعات مصرف انرژی در گذشته، هدفهای مصرف را در آینده واحد تعیین می‎کند.

قسمت اصلی گزارش ممیزی حاوی پیشنهادها و فرصتهای صرفه‎جویی انرژی به همراه تحلیل فنی و اقتصادی مربوط به آنها است. علاوه بر این ممیزی انرژی، روشهای جستجوی سیستماتیک فرصتها و موقعیتهای صرفه‎جویی انرژی را نیز تعیین می‎کند.
در مرحله بعد گزارش ممیزی انرژی به پروژه‎های بهینه سازی انرژی در بخشهای مختلف واحد تبدیل می‎گردد. مدیر انرژی نیز با بکارگیری اطلاعات ممیزی و پروژه‎های بهینه سازی انرژی اولویت انجام هر یک از آنها را تعیین کند و به مدیریت ارشد جهت تأیید ارائه نماید. اطلاعات و شیوه صحیح مطالعه انرژی، فرایند تصمیم سازی را تکمیل کرده و مدیریت ارشد را قادر می‎سازد که تصمیمات درستی را برای اجرای پروژه‎های بهینه‎سازی اتخاذ کند. نهادینه کردن این فرایند در هر واحد صنعتی به صورت یک فعالیت مستمر منجر به کنترل و مدیریت مصرف انرژی بر اساس واقعیتهای موجود در کارخانه می‎شود.

ممیزی انرژی بر خلاف ممیزی مالی موقعیتهای اتلاف و پتانسیلهای صرفه جویی انرژی را مشخص می‎کند و برای آنها راه حلهای کاربردی ارائه می‎کند. از اینرو ممیزی انرژی برای صنایع “به شدت انرژی بر” نظیر صنعت سیمان به دلیل بالا بودن هزینه‎های انرژی از اهمیت بالایی برخوردار است.
در کارخانه‎های سیمان سهم بالایی از قیمت تمام شده به هزینه‎های انرژی اعم از انرژی حرارتی و الکتریکی اختصاص پیدا می‎کند. سهم بالای انرژی در قیمت تمام شده سیمان، مدیریت انرژی و ممیزی انرژی را به عنوان یک ضرورت اجتناب ناپذیر برای کارخانه‎های سیمان مبدل کرده است.

علی رغم پیشرفتهای تکنولوژیک و کاهش انرژی مصرفی برای واحد سیمان تولیدی، در حال حاضر نیز پتانسیلهای بسیار مناسبی برای کاهش انرژی مصرفی در کارخانه‎های سیمان وجود دارد. شناسایی راهکارهای بهینه سازی انرژی حرارتی و الکتریکی(به صورت توأم یا مجزا) در قالب پروژه‎های کوتاه مدت و بلند مدت یکی از نتایج انجام ممیزی انرژی در کارخانه‎های سیمان است.

تولید سوخت از ضایعات جامد :
برخی از کشورها وابستگی شدید به زغال سنگ، نفت و یا گاز طبیعی به منظور تولید انرژی دارند. از طرفی، منابع سوخت های فسیلی نیز رو به کاهش بوده و در نتیجه بکارگیری آنها جهت تولید انرژی الکتریکی مقرون به صرفه نخواهد بود.
این در حالی است که یکی از منابع سوخت جایگزین می‌تواند سوخت تولیدی از ضایعات جامد (RDF) باشد. سوخت تولید شده از ضایعات جامد، سوختی است که با اجرای عملیات خرد کردن و نیز فراوری ضایعات جامد شهری توسط بخار و یا اتوکلاو بدست می‌آید.

سوخت بدست آمده از ضایعات جامد، شامل مقادیر زیادی از مواد آلی موجود در زباله های شهری نظیر پلاستیک، لاستیکهای ضایعاتی و مواد آلی زیست تخریب پذیر می‌باشد. کارخانجات تولیدی چنین سوختی، معمولاً در نزدیکی محل جمع‌آوری زباله های شهری بنا می‌گردند. هر چند که طراحی و احداث این کارخانجات در محل‌های دورتر نیز امکان پذیر است.

فرایند های پیشرفته تولید سوخت از ضایعات (با بکارگیری بخار دارای دما و فشار بالا در اتوکلاو) می‌تواند تا حد زیادی از بار آلودگی های خطرناک، فلزات سنگین بکاهد تا امکان بکارگیری سوخت تولید شده در اماکن مختلف فراهم گردد.

مراحل تولید چنین سوختی شامل تمام و یا بخشی از موارد ذیل می‌باشد:
• جداسازی اولیه (که در فرایند اتوکلاو نیازی به آن نیست)
• غربال کردن و دانه بندی (به عنوان عملیات نهایی پس از فرایند اتوکلاو)
• جداسازی مغناطیسی (به عنوان عملیات نهایی پس از فرایند اتوکلاو)
• خرد کردن اجزای درشت(که در فرایند اتوکلاو نیازی به آن نیست)
• خالص سازی و پالایش نهایی

تصفیه خانه های آب

تصفیه خانه‌های آب شرب :
آب خام نیازمند طی نمودن مراحل مختلفی است تا به کیفیت مورد نظر جهت کاربری به عنوان آب آشامیدنی برسد. به عنوان مثال:
• لخته سازی
• زلال سازی
• حذف آهن و منگنز
• فیلتراسیون
• تنظیم PH
• گندزدایی
• کنترل طعم و بو
تولید آب آشامیدنی صرف نظر از منبع آب خام بکارگرفته شده (آب های جاری، آب چاه و یا آب دریا) یکی از تخصص‌های شرکت مهندسی فرایند و انرژی فران می باشد.
در هر حال، هدف نهایی از بررسی فوق، یافتن راه حلی مناسب جهت غلبه بر مشکلاتی از قبیل هزینه‌های بالای راهبری و نگهداری، عدم استفاده بهینه انرژی و مواد شیمیایی مصرفی در نهایت عدم حصول آبی با کیفیت مناسب می‌باشد.

تصفیه خانه‌های آب صنعتی:

در اغلب صنایع، آب نقش اصلی را در چرخه تولید ایفا می‌نماید. غالباً آب مورد استفاده می‌بایست جهت حصول مشخصات مورد نیاز سختی گیری شود. بعنوان مثال :
هدف از تصفیه آب مورد کاربرد در بویلرها و برج‌های خنک کننده عبارت است از:
• جلوگیری از بروز پدیده خوردگی در بویلر

• جلوگیری از رشد بیولوژیکی جلبک، باکتری و قارچ در سیستم
• جلوگیری از بروز پدیده رسوب گرفتگی به منظور بالا نگهداشتن ضریب انتقال حرارت.
روشها و فرایندهای متفاوتی جهت رسیدن به اهداف فوق قابل اجراست، از جمله:
• عاری سازی یونی
• سختی گیری و حذف کربنات
• هوا زدایی
• حذف قلیا
• حذف فلزات سنگین
• خنثی سازی
• گند زدایی

آشنایی با فنون بکارگرفته شده :
تصفیه فیزیکی شیمیایی آب…
فیلتراسیون…
حذف بو و رنگ …
تکنولوژی غشایی …

تبادل یونی…
گندزدایی …
تصفیه فیزیکی و شیمیایی آب :

حتی اگر تصفیه آب شامل مراحل متعددی باشد، فرایندهای فوق یکی از بخشهای اصلی قلمداد می‌گردند. به عنوان مثال در قالب فرایند پیش تصفیه و یا تصفیه نهایی پس از فرایند بیولوژیکی.
در این بخش، مرحله اول شامل حذف اجزایی است که موجب مشکل در سایر عملیات تصفیه می‌گردند. این مرحله شامل آشغال گیری، انعقاد، لخته سازی و خنثی سازی، ته نشینی، حذف روغن وچربی و ایجاد محیط بافری می‌باشد.

تزریق واکنش گرهایی با ماهیت معدنی (به عنوان منعقد کننده) نظیر فریک کلراید، پلی آلومینیم کلراید، آهک، آلومینیم سولفات جهت حذف فسفات، روی، منگنز، فلزات سنگین و حتی برخی از مواد آلی درون آب انجام می‌گیرد.
تزریق پلی الکترولیت نیز جهت افزایش راندمان حذف مواد فوق ممکن است صورت گیرد.
جهت حذف کامل مواد معلق باقی مانده در آب استفاده از فیلتر شنی و یا حتی بکارگیری فیلتراسیون غشایی ضروری خواهد بود.

فیلتراسیون
________________________________________
تمامی گونه‌های آب خام صرف نظر از منبع تأمین آن، دارای غلظت‌های متفاوتی از ناخالصی به شکل ذرات معلق می‌باشند، که نوع و مقدار مواد، تابع شرایط محیطی و نوع منبع تأمین آب خام می‌باشد. وجود چنین موادی موجب عدم قابلیت بکارگیری آب خام در مقاصد شهری و صنعتی می‌گردد.

در اغلب تصفیه خانه‌های آب از فیلتر شنی ثقلی استفاده می‌شود که در کاربردهای تجاری می‌توان از مواد منعقد کننده به همراه فیلترهای تحت فشار نیز استفاده نمود.
در ساخت فیلترهای تحت فشار، مخزن تحت فشار توسط ماسه با سایزهای متفاوت پر می‌شود. در داخل مخزن فیلتر، نازل‌های توزیع کننده جریان یکنواخت و سیستم جمع آوری آب فیلتر شده تعبیه می‌گردد. معمولاً از شن و ذرات درشت تر به عنوان لایه تحتانی و از ذرات با سایز کمتر در لایه‌های فوقانی بستر استفاده می‌شود. در خلال عبور آب خام، ذرات معلق موجود در آن در لایه‌های بستر فیلتر شنی به دام افتاده و در نهایت آب زلال و تقریباً عاری از مواد معلق بدست می‌آید.+

جهت جلوگیری از گرفتگی بستر و افزایش افت فشار جریان درون بستر که ناشی از تجمع ذرات معلق در لایه‌های بستر می‌باشد، از فرایند شستشوی معکوس استفاده می گردد که زمان و رویه این عملیات، تابعی از نوع فیلتر، میزان مواد معلق درون آب خام و ماهیت مواد منعقد کننده بکارگرفته شده خواهد بود.
از جمله کاربردهای فیلتر شنی تحت فشار و فیلترهای ثقلی می‌توان به کاربرد آنها در زلال سازی اب خام، حذف ذرات معلق موجود در آب برج های خنک کننده اشاره نمود.

حذف رنگ، طعم و بوی نامطبوع در فرایند تصفیه آب:
همانند فیلترهای شنی تحت فشار، فیلترهای کربن فعال جهت حذف رنگ و بوی نامطبوع آب خام بکارگرفته می‌شوند. کربن فعال مورد کاربرد بصورت دانه‌ای بوده و از حرارت دادن مواد طبیعی حاوی مقادیر زیاد کربن مانند زغال، مواد سلولزی، پوست نارگیل و یا پوست پسته در غیاب هوا تا دمایی در حدود ۷۰۰ درجه سانتیگراد و متعاقب آن جهت افزایش تخلخل و فعال سازی کربن از عملیات اکسیداسیون در دمایی بین ۸۰۰ تا ۱۰۰۰ درجه سانتیگراد توسط گازهای اکسید کننده ای نظیر بخار آب و یا دی اکسیدکربن استفاده می‌شود. لازم به یادآوری است کاربرد اکسیژن جهت اکسیداسیون به دلیل واکنش بسیار تند و غیر قابل کنترل با کربن امکان پذیر نمی‌باشد.

 

همانطور که اشاره گردید کربن فعال جهت حذف کلر باقیمانده در آب، کاهش و حذف مواد آلی محلول و حذف گاز رادن در آب بکار می‌رود.
تکنولوژی غشایی در تصفیه آب و فاضلاب

امروزه تکنولوژی غشایی به واسطه کم بودن اثر مخرب آن بر محیط زیست و نیز کم بودن هزینه‌های نگهداری و بهره‌برداری، در مقیاس بسیار وسیع در صنایع تصفیه آب و فاضلاب بکارگرفته می‌شود، که نتیجه آن حذف اغلب آلودگیهای محلول، معلق و بیولوژیکی در آب و فاضلاب می‌باشد.
اساس تکنولوژی اسمز معکوس بر فرایند نفوذ یا تراوش آب از غشای نیمه تراوا می‌باشد، که این غشا‌های نیمه تراوا فقط قابلیت عبور دادن آب خالص را از یک سمت به سمت دیگر دارند و در نتیجه باکتریها، نمکهای محلول و مواد آلی و معدنی موجود در آب بدلیل عدم توانایی در عبور از غشای فوق، از آب خالص جدا می‌گردند. راندمان حذف مواد خارجی در سیستم های اسمزمعکوس می‌تواند تا ۵/۹۹ درصد باشد.

 

سیستم اسمز معکوس تنها تکنولوژی است که قابلیت جداسازی انواع مواد خارجی محلول و معلق را دارد، که نتیجه آن حصول آبی با کیفیت مناسب جهت شرب و مصارف صنعتی می‌باشد.
منبع آب خام جهت تصفیه با روش اسمزمعکوس می‌تواند، آب چاه، چشمه، رودخانه و یا آب دریا باشد.

فیلتراسیون غشایی (میکروفیلتراسیون، اولتراسیون و نانوفیلتراسیون):

مزیت کاربرد تکنولوژی فیلتراسیون غشایی مانند میکروفیلتراسیون (با قابلیت جداسازی ذرات با سایز ۱/۰ تا ۱میکرون)، اولترا فیلتراسیون (با قابلیت جداسازی ذرات با سایز ۰۱/۰ تا ۱/۰ میکرون) نسبت به سایر روشهای متعارف فیلتراسیون، کیفیت بالای جریان خروجی، مصرف بهینه انرژی ، اشغال فضای بسیار کم و سادگی عملیات بهره‌برداری و نگهداری آن است.

در فیلتراسیون غشایی جریان حاوی مواد معلق با قرار گرفتن در کنار غشای نیمه تراوا به دو جریان آب خالص (که بصورت انتخابی از غشا عبور می‌نماید) و یک جریان آب آلوده دفعی (که حاوی مواد معلق تغلیظ شده می‌باشد) تقسیم می‌شود. با توجه به مورد کاربری سیستم فوق، جریان غلیظ و جریان عاری از مواد معلق می‌توانند مورد کاربری مجدد واقع شده یا دفع گردند.

تکنولوژی نانو فیلتراسیون (با قابلیت حذف ذرات با سایز ۰۰۱/۰ تا ۰۱/۰ میکرون) و اسمزمعکوس (با قابلیت حذف ذرات با سایز ۰۰۰۱/۰ تا ۰۰۱/۰ میکرون) قابلیت حذف نمکهای محلول و یونهای خارجی موجود در آب را نیز داراست که نسبت به سایر فرایندهای خالص سازی مانند تکنولوژی تبخیری هم از نظر راندمان و هم از نظر اقتصادی برتری بیشتری دارد.
در فرایند اسمزمعکوس، مواد معدنی محلول و سیلیس نیز از آب حذف می‌گردند. قابلیت تصفیه و شیرین سازی آب دریا و سایر آبهای شور جهت شرب و حتی مصارف صنعتی، آن هم بصورت کاملاً اقتصادی از مزایای مهم تکنولوژی اسمزمعکوس می‌باشد.

دامنه کاربرد تکنولوژی میکروفیلتراسیون و اولترا فیلتراسیون:
• حذف چربی و روغن
• بازیافت ذرات فلزی
• تصفیه فاضلاب صنایع فولاد

• تصفیه نهایی پس از فرایند لجن فعال جهت بازیابی و مصرف مجدد فاضلاب تصفیه شده
• حذف آلودگیهای غیر سمی و قابل تجزیه نظیر پروتئین‌ها و سایر ماکروملکول‌های آلی، رنگها و پوشش‌های صنعتی با جرم ملکولی بالا از آب و یا فاضلاب
• جداسازی فازی امولسیون‌های آب و روغن.
• جداسازی فلزات سنگین پس از فرایند تشکیل کمپلکس و ترسیب
• شیرین سازی آب (حذف نمک)

• جداسازی نهایی مواد سمی
• حذف مواد تجزیه پذیر در فاضلاب در صورتی که انجام فرایند بیولوژیکی ممکن نباشد.

تکنولوژی تبادل یونی

فرایند تبادل یونی یکی از اشکال پدیده جذب سطحی است، که در آن فاز سیال در تماس با فاز جامد جاذب قرار می‌گیرد. طی این تماس برخی از اجزای موجود در فاز سیال جذب فاز جامد شده و از سیال جدا می‌گردند. فرایند تبادل یونی فرایندی برگشت پذیر است که طی آن یونهای خارجی موجود در آب جذب گروههای عاملی قرار گرفته بر روی شبکه پلیمری (فاز جامد) می‌گردند و بدین ترتیب آب عاری از هرگونه ناخالصی یونی حاصل می‌گردد.
پس از اشباع شدن گروههای عاملی، سیستم تحت عملیات بازیابی و شستشوی شیمیایی قرار گرفته و مجدداً مورد استفاده قرار می‌گیرد.

دامنه کاربرد تکنولوژی تبادل یونی عبارت است از:
• تولید آب بدون یون (Demineralization)
• حذف سختی آب
• حذف کاتیونهای خارجی از آب
• حذف قلیائیت
• بازیابی مجدد آب در صنایع فلزی
• حذف نیترات و سولفات

• بازیابی و یا جداسازی مواد دارویی
• بازیابی فلزات با ارزش در صنایع فلزی
گند زدایی
یافتن روش مناسب و صحیح گندزدایی جهت پالایش آب و فاضلاب با محدوده گسترده‌ای از آلودگی‌ها امری بسیار حساس و کلیدی می‌باشد. اصولاً اکثر صنایع فرایندی، سیستم گندزدایی خود را بر مبنای عواملی چون ایمنی، حمل آسان، سادگی بهره‌برداری، طول عمر تجهیزات، میزان ضایعات تولیدی و هزینه تجهیزات مورد نیاز، انتخاب می‌نمایند. لذا می‌بایست در این خصوص از مشاورین ورزیده ، با توجه به شرایط خاص حاکم بر هر صنعت فرایندی بهره‌گرفت.

شرکت مهندسی فرایند و انرژی فران توانایی ارایه هر گونه خدمات مهندسی و اجرایی سیستم‌های گندزدایی با بکارگیری تکنولوژیهای مختلف از جمله استفاده از گاز ازن، اشعه ماورای بنفش (UV) و سیستم کلرزنی مرسوم را در کاربردهای تصفیه آب و فاضلاب شهری و صنعتی دارد.
پکیج های پیش ساخته تصفیه فاضلاب:

پکیج‌های تصفیه فاضلاب، واحدهای پیش ساخته‌ای هستند که جهت تصفیه فاضلاب تولیدی اجتماعات کوچک یا واحدهای صنعتی مورد استفاده قرار می‌گیرند.

هوادهی گسترده عمقی

روش هوادهی گسترده، فرایند بهینه شده لجن فعال متعارف کاربردی در تصفیه خانه های بزرگ می باشد که در آن به واسطه تامین اکسیژن کافی محلول توسط هوادهی عمقی، امکان فرایند بیولوژیکی توسط باکتریها فراهم شده و در نتیجه مواد آلی قابل تجزیه بصورت زیستی، از فاضلاب حذف می گردند. در این روش هوای فشرده تولیدی توسط بلوئر و نازل‌های موجود در مخزن، درون فاضلاب حل شده و علاوه بر تامین اکسیژن مورد نیاز، موجب اختلاط سیستم و در نتیجه در دسترس قرار گرفتن مواد مغذی برای باکتریهای معلق می‌گردد.

در این روش فاضلاب خام ورودی پس از عبور از آشغالگیر و جداسازی ذرات جامد درشت(در صورت نیاز) وارد مخزن همگن سازی می‌گردند. وظیفه مخزن فوق جلوگیری و از بین بردن شوک‌های کمی و کیفی فاضلاب ورودی به سیستم می‌باشد.
پس از این مرحله فاضلاب به صورت یکنواخت وارد حوضچه هوادهی شده و به مدت ۲۴ ساعت هوادهی می‌گردد. سپس مخلوط فاضلاب به همراه توده باکتریایی تولید شده به مخزن ته نشینی هدایت گردیده و در آن مواد معلق بصورت لجن از کف مخزن جدا می گردند. فاضلاب تصفیه شده و زلال حاصل از ته نشینی از طریق سر ریز به مخزن گندزدایی هدایت گردیده و توسط فرایند کلرزنی و یا تابش اشعه UV گندزدایی می گردد.

جهت حفظ توده زنده باکتریایی و جلوگیری از شستشو و حذف این توده از محیط بیولوژیکی، مقداری از لجن ته نشین شده در زلال ساز توسط پمپ به مخزن هوادهی برگشت داده می شود و اضافه آن به مخزن هاضم لجن هدایت می گردد. لجن موجود در هاضم به واسطه زمان ماند طولانی دچار فرایند تجزیه و هضم شده و به ماده‌ای کاملا بی اثر و بی خطر برای محیط زیست تبدیل می‌شود، که حتی می‌توان از آن به عنوان کودی مناسب و بهداشتی جهت باغبانی و کشاورزی استفاده نمود.

پکیجهای هوادهی گسترده عمقی شرکت مهندسی فرایند و انرژی فران جهت تصفیه فاضلاب‌‌های بهداشتی(و در موارد خاص صنعتی) با ظرفیت ۱۰ تا ۱۸۰ متر مکعب در روز طراحی و ساخته می شوند و عملکرد آنها از لحاظ شیمیایی و مکانیکی گارانتی می‌گردد.
________________________________________
دیسک بیولوژیکی گردان(RBC)

روش دیگر مورد استفاده به صورت پکیج های پیش ساخته تصفیه فاضلاب استفاده از سیستم رشد چسبیده می باشد، که در این روش میکرو ارگانیسم های موجود در فاضلاب با تشکیل لایه ای ژلاتینی شکل بر روی یک پایه جامد نظیر پرکننده های سنگی یا پلاستیکی موجود در صافی چکنده و یا دیسک های گردان در پکیج‌های RBC مواد مغذی درون فاضلاب را مصرف می نمایند.در این روش اکسیژن هوا با مکانیسم نفوذ به لایه ژلاتینی نفوذ نموده و باکتریها با مصرف مواد مغذی و نمکها، رشد نموده ودر نتیجه ضخامت لایه ژلاتینی مرتبا افزایش می یابد تا جایی که اکسیژن کافی به لایه های میانی نمی رسد. لایه های میانی با کمبود اکسیژن مواجه شده و بی هوازی می گردد. نتیجه شرایط بی هوازی، سست شدن لایه و جدایی آن از سطح به واسطه تنش برشی ناشی از جریان سیال می باشد.

لجن جدا شده به همراه فاضلاب خروجی از این بخش به واحد ته نشینی هدایت شده و از فاضلاب جدا می گردد.
از مزایای روش رشد چسبیده (RBC) نسبت به هوادهی گسترده می توان به موارد ذیل اشاره نمود :

 کاهش مصرف انرژی
 آلودگی صوتی کمتر به دلیل عدم استفاده از بلوئر
 قابلیت مقاومت در برابر بروز شوک های کمی و کیفی در فاضلاب ورودی
مزایای پکیج های RBC ساخت شرکت مهندسی فرایند و انرژی فران عبارتند از:
 مصرف حداقل انرژی
 عدم گرفتگی و از کارافتادگی سیستم
 کم و مقاومت بالا در برابر خوردگی ( قابلیت تولید از جنس کامپوزیت)
گفتنی است که امروزه به دلیل پیچیدگیهای راهبری و وجود قسمتهای متحرک در این روش تصفیه، استفاده از این تکنولوژی در اروپا و آمریکا بسیار محدود شده است.
________________________________________
فرایند IFAS

شرکت فران با بهره‎گیری از مشاوران خارجی متبحر توانایی طراحی و ساخت پکیجهای تصفیه فاضلاب با فرایند IFAS را نیز دارا می‎باشد.
سیستم IFAS (Integrated Fixed Film Activated Sludge) با هدف ترکیب مزایای روشهای بستر ثابت(Fixed Film) و لجن فعال(Activated Sludge) در تصفیه فاضلاب مورد استفاده قرار گرفته است. تصفیه فاضلاب به روش لجن فعال با راندمان بالای تصفیه و انعطاف پذیری بالا سالها است که در تصفیه‎خانه‎های فاضلاب مورد استفاده قرار می‎گیرد. از طرف دیگر فرایند بستر ثابت، پایداری و مقاومت بالایی را در مقابل شوکهای آلی و هیدرولیکی قاضلاب از خود نشان داده است. لذا

بهره‎گیری از پر کننده‎های بستر ثابت در فرایند تصفیه فاضلاب به روش لجن فعال، مزایای استفاده از دو فرایند را بطور همزمان به دنبال دارد. نتایج کارکرد این سیستم نیز نشان می‎دهد که استفاده از این فرایند افزایش راندمان تصفیه فاضلاب را به دنبال دارد. به همین دلیل استفاده از سیستم IFAS معمولاً به عنوان یکی از گزینه‎های افزایش ظرفیت تصفیه‎خانه‎های فاضلاب بدون توسعه فیزیکی مطرح می‎شود.

________________________________________
فرایند Attached Growth Airlift Reactor) AGAR)

فرایند AGAR با هدف افزایش کارایی فرایند هوادهی ابداع گردیده است. در این روش با استفاده از پرکنهای(Packing) ویژه سطح هوادهی به شدت افزایش مییابد. سیستم هوادهی عمقی به کمک توزیع کنندههای هوا موجب چرخش و حرکت پرکنها و ایجاد آشفتگی در مخزن هوادهی میشود. وجود آشفتگی در مخزن هوادهی راندمان هوادهی و مقاومت در برابر شوکهای آلی و هیذرولیکی را افزایش میدهد. این روش نیز به دلیل تغییرات اندک نسبت به سیستم هوادهی جهت افزایش ظرفیت واحدهای تصفیه فاضلاب موجود کاربرد دارد.

به طور کلی پکیج‌های تصفیه فاضلاب شرکت مهندسی فران با استفاده از فرایند AGAR دارای مزایای زیر میباشد:
 افزایش راندمان هوادهی و در نتیجه آن کاهش هزینههای عملیاتی
 کاهش حجم سیستم تصفیه فاضلاب
 امکان افزایش ظرفیت سیستم تصفیه و کاهش استفاده از مواد اولیه، در نتیجه آن کاهش سرمایه گذاری اولیه
 افزایش راندمان حذف نیتروژن بدون افزایش زمان ماند هیدرولیکی
مدیریت مواد زاید

بخاطر تقلیل مداوم ذخیره مواد خام و افزایش قیمت آنها بهمان نسبت، مدیریت مواد زائد در آینده اهمیت هر چه بیشتری خواهد یافت. با کمک تکنولوژی پیشرو شیوه های نوین و زیست محیطی برای تفکیک و بازیابی زباله باجرا درآیند.
یکی از حوزه های تخصصی شرکت Wessel Umwelttechnik اجرای ساختمان و ساخت و نصب تجهیزات تفکیک و بازیابی زباله و ارائه خدمات مهندسی طراحی پایه ای و تفصیلی برای پروژه های مکانیکی و فرآیندی است. با رعایت استانداردهای جاری ما بنا به نیاز مصرف کننده آماده ارائه راه حل در همه زمينه های صنعت محيط زيست از قبيل صنعت تفکيک زباله و یا صنعت بيولوژی –

مکانیکی برای نگهداری زیست محیطی زباله و یا بازیابی آنها هستیم. و در اینجا هم با کمک تکنولوژی تخمیر امکان بازیابی انرژی موجود است.

مدیریت ضایعات جامد

دفن بهداشتی زباله:
یکی از مرسوم ترین روشهای حذف زباله از محیط ، دفن بهداشتی آن می باشد.مهمترین محصول دفن زباله تولید گازهای ناشی از فرایند بی هوازی می باشد که مهمترین آن گاز متان است.در سیستمهای دفن زباله می بایست غلظت گازهای خروجی به دقت کنترل شود تا از بروز انفجار جلوگیری گردد.
________________________________________
تولید کمپوست :
کمپوست ماده ای به شکل خاک است که نتیجه فرایند تثبیت بیولوژیکی به روش هوازی بر روی زباله های با ماهیت آلی و قابل تجزیه می باشد. از این ماده به عنوان نرم کننده و تقویت کننده خاک جهت کشاورزی استفاده می گردد. از مزایای استفاده از کمپوست در کشاورزی می توان به موارد ذیل اشاره نمود:
• بهبود ساختار خاک
• افزایش ظرفیت نگهداری رطوبت
• کاهش شسته شدن نیتروژن محلول از خاک
• افزایش ظرفیت بافری خاک
________________________________________
کارخانجات بازیافت :
فرایند بازیافت شامل بازیابی مواد با ارزش نظیر چوب ، کاغذ ، پلاستیک ، شیشه و فلزات از زباله و استفاده مجدد از آن است که با توجه به افزایش روز افزون جمعیت و نیاز بیشتر به مواد اولیه امری ضروری و اجتناب ناپذیر است.
شرکت مهندسی فرایند و انرژی فران قابلیت طراحی و اجرای طیف وسیعی از کارخانجات بازیافت زباله را دارد.
________________________________________
تصفیه شیرآبه زباله :
ضایعات جامد به هنگام دفن به واسطه بروز تغییرات بیولوژیکی ، فیزیکی و شیمیایی و نیز تجزیه هوازی و بی هوازی ترکیبات موجود در آنها تبدیل به محصولاتی به شکل گاز و مایع می گردند.
از طرفی برخی از مواد جامد موجود در زباله نیز در آب حل شده و به همراه شیرابه زباله ناشی از فرایندهای فوق ، موجب آلودگی شدید آبهای زیر زمینی می گردند.

لازم به ذکر است در برخی از موارد، آلودگی شیرابه زباله تقریبا به ۲۰ برابر آلودگی فاضلاب بهداشتی می رسد.از اینرو مدیریت و تصفیه شیرابه زباله در محل دفن امری ضروری و اجتناب ناپذیر است.
بازیافت فولاد، شیشه، کاغذ و پلاستیک

به گزارش انجمن ورلدواچ در حال حاضر بیش از یک سوم از فولاد دنیا از مواد قراضه بازیافت می شود. بنا به تحلیل این موسسه در سال ۲۰۰۸ بیشتر از ۴/۱ بیلیون تن فلز(الومینیوم، آرسنیک، کادمیوم، کروم، مس، سرب، طلا، جیوه، نیکل و فولاد) در دنیا تولید شد که این مقدار ۲ برابر فلز

تولید شده در سال ۱۹۷۰ و هفت برابر بیشتر از تولید در سال ۱۹۵۰ بوده است. به نقل از میچل رنر محقق ارشد این موسسه، از اواخر سال ۱۹۹۰ رشد سریع اقتصاد چین منجر به افزایش تولید شد، آن هم تولید فولاد چین که با شتابی بی سابقه از ۶۶ میلیون تن در سال ۱۹۹۰ به ۵۰۰ میلیون تن در سال ۲۰۰۸ رسید و توانست ۳۸ درصد از کل تولید فولاد جهان را به خود اختصاص دهد. پس از

چین، کشور ژاپن با تولید ۱۱۹ میلیون تن و ایالات متحده امریکا با ۹۱ میلیون تن دومین و سومین تولید کننده بزرگ فولاد در دنیا هستند. در این تحلیل آمده است که شدت انرژی و نشر گازهای گلخانه ای حاصل ازتولید فولاد در کشورهای مختلف بسیار متفاوت بوده وبستگی به سهم آن کشور در تولید فولاد از مواد قراضه بازیافت شده دارد. در حال حاضر فولاد بازیافت شده ۳۵ درصد از کل

فولاد تولید شده را تشکیل داده که این مسئله موجب صرفه جویی در انرژی مورد نیاز برای تولید فولاد خام شده است. به علاوه فرایند بازیافت موجب کاهش نیاز به استخراج فلزات که اثر مخربی بر محیط زیست دارد شده است، چرا که فرایند تولید منجر به ایجاد مقدار بسیار زیادی از مواد زائد و آلوده شده و پوشش گیاهی را نابود می کند. دراین اثنا نرخ بازیافت در مناطق مختلف بسیار با هم فرق می کند: در سال ۲۰۰۸، اسپانیا و ترکیه تقریبا نزدیک به ۹۰ درصد فولاد خود را از طریق

بازیافت تامین کردند، پس از آنها ایتالیا با ۷۷ درصد، ایالات متحده آمریکا با ۶۴ درصد، کره جنوبی با ۵۲ درصد، روسیه/اوکراین با ۴۸ درصد و آلمان با ۴۵ درصد در رتبه های بعدی قرار می گیرند. به نقل از آقای رنر، سهم فولاد تولید شده از طریق بازیافت در کشورهای چین، هندو برزیل به طور قابل ملاحظه ای پایین می باشد. همچنین تسهیلات کشور چین نیز برای این منظور فرسوده و ناکارا می باشند. بازیافت کاغذ شیشه و پلاستیک ها می توان فلزات را بدون آن که موادی تلف شود بازیافت کرد، اما در بازیافت کاغذ طول عمر آن محدود می باشد چرا که فیبر آن فرسوده می شود. طبق

آمارهای صنعت کاغذ تولید خمیر کاغذ جهان در سال ۲۰۰۷ برابر ۲/۱۹۴ میلیون تن و تولید کاغذ ۳/۳۹۴ میلیون تن بوده است. بنا بر گزارش صنعت کاغذ اروپا به طور میانگین نیمی از مواد خام این صنعت از کاغذ و مقواهای بازیافت شده تامین می گردد. استفاده از شیشه بازیافت شده هم انرژی کمتری در فرایند ذوب مصرف می کند و مانع ایجاد مواد زائد می شود. با این که شیشه ماده است که می توان آن را ۱۰۰ درصد بازیافت نمود، نرخ بازیافت آن در کشورهای اروپایی متفاوت بوده

(در رومانی ۹ درصد و در بلژیک ۹۲ درصد) و به طور میانگین برابر ۶۲ درصد می باشد. در خصوص بازیافت پلاستیک ها نیز مصرف سالانه جهانی مواد پلاستیکی از ۵ میلیون تن درسال ۱۹۵۰ به بیش از ۱۰۰ میلیون تن افزایش یافته است. با این حال نرخ بازیافت کل پلاستیک های مصرف شده در سال ۲۰۰۶ فقط ۲۰ درصد بود.
بازيافت کاغذ
معمولاً کاغذهاي باطله مثل روزنامه ، مجلات و غيره قابل بازيافت هستند ، ولي کاغذ شيرهاي پاکتي ، نوشابه‌ها، کاغذهـــاي فتوکپي ، آلومينيومي و شايد کامپيوتري براي استفادة مجدد چندان مناسب نيستند. استفاده مجدد از پس‌مانده‌هاي کاغذي موجب احياي جنگلها و منابع طبيعي مي‌گردد که خود اقدامي اساسي براي مقابله با آلودگي هواست. منافع اقتصادي و عدم وابستگي در جهت ورود خمير کاغذ از خارج ، محاسن زير را نيز در پي دارد:

صرفه‌جويي در مصرف انرژي ، کمک مستقيم به سيستم جمع‌آوري و دفع زباله‌هاي توليدي ، کاهش بار آلودگي و نهايتاً عادت دادن مردم به جلوگيري از اسراف و تبذير از نتايج بازيافت کاغذ است.
در کشور ما مصرف سرانة کاغذ سالانه بالغ بر ۱۱ کيلوگرم است. توليد يک تن خمير کاغذ ۴۰ کيلوگرم ضايعات آلوده‌ساز وارد محيــط مي‌کند که از جنبه بهداشتي قابل تعمق است (۴).

محاسبه کلي بهاي کاغذهاي بازيافت شده از زباله در جهان مي‌تواند سهم عظيمي از هزينه‌هاي جمع‌آوري و دفع زباله را بخوبي جبران نمايد و تحقيقات نشان داده است که اگر در پروسه توليد کاغذ ، مقداري کاغذ باطله به مخلوط اصلي اضافه شود به همان مقدار از بار آلودگي آب و هواي حاصل از اين پروسه کاسته مي‌شود.

بازيافت پلاستيک
مصرف پلاستيک به علت سبکي وزن و عدم شکستگي بسيار رايج است و به ندرت در اثر تجزيه بيولوژيکي و شيميايي از بين مي‌رود. پلاستيک‌ها يکي از منابع عمده ايجاد زباله هستند. مواد پلاستيکي از نظر بازيافت طبقه‌بندي شده و با خواص مختلف حرارتي مثلاً از نوع ترموپلاستيک‌ها تقسيم مي‌شوند. از اين مواد معمولاً پلاستيک‌هاي نرم ، بطري‌هاي فشارپذير ، گلدان اسفنجي ، پرده‌هاي روشن و غيره و يا فيلم و ورقه‌هاي پلاستيکي ساخته مي‌شود. اگر اين مواد در انواع ويژه جداسازي شوند، مي‌توان دوباره آنها را ذوب کرد و به محصولات جديد و مفيد ديگري تبديل نمود.

مثلاً مي‌توان پلي‌اتيلن ، تري‌فتالات را از بطري‌هاي نرم نوشابه‌ها بازيابي کرد و از آن بالش ، لباس اسکي و کيسه‌خواب ساخت. از مخلوط اين پلاستيک‌ها با يکديگر پايه‌هاي زهکشي ، نرده‌هاي پلاستيکي ، بلوک‌هاي سنگ فرش ، تسمه نقاله و ديگر لوازم مشابه قابل تهيه است. بر اساس قوانين بهداشتي ، ساخت ظروف غذا يا نوشابه از پلاستيک‌هاي بازيافت شده ممنوع است.

دسته‌اي از پلاستيکها قابليت ذوب ندارند که پلاستيک‌هاي سخت هستند که نه قابل سوخت هستند ، نه قابل بازيافت. بنابراين دفن دائم آنها تنها راه محوشان به شمار مي‌رود.
استفاده از مواد پلاستيکي براي کفپوش ، ايزولاسيون و در ماشين‌آلات و استفاده از مواد پلاستيکي در بسته‌بندي به جاي کاغذ يا کاربرد آن به جاي شيشه و چوب براي صرف هزينه کمتر نيز خود يکي از علل ازدياد آنهاست. قابل توجه است که برخي از مخازن و ديگهاي حرارتي حتي لوله‌هاي فشار قوي بخارآب از مواد پلاستيکي ساخته مي‌شود.

جلوگيري از اتلاف منابع مالي و طبيعي کشور که براي توليد پلاستيک مورد استفاده قرار مي‌گيرد ، جلوگيري از ورود مواد اوليه و وابستگي به خارج ، حفاظت محيط زيست و جلوگيري از انتشار آلودگي به آب ، خاک و هوا از محسنات بازيافت پلاستيک است. متأسفانه پلاستيک‌هاي بيمارستاني به علت مرغوبيت و رنگي نبودن خريداران زيادي دارد که مخاطرات بهداشتي آن را بيشتر مي‌کند.
بازيافت فلزات آهني
بازيافت فلزات آهني جزئي از صنعت آهن و فولادي به حساب مي‌آيد. توليد فولاد و چدن هميشه با بازيافت مواد زائد همراه بوده است. کيفيت بازيافت اين مواد به خلوص آنها و مواد اوليه متشکله آنها بستگي دارد.

بازيافت فلزات غيرآهني
ارزش فلزات غير آهني در مقايسه با ساير مواد موجود در زباله‌هاي شهري بسيار بالاست. اخيراً ازدياد قوطي‌‌هاي آلومينيمي در زباله‌هاي شهري نيز ديده مي شود و نتايج بازيافت آن بسيار خوب است و صنايع خاصي نير بدين منظور بوجود آمده‌اند.
فلز مس در زباله از سيم‌کشي‌ها، وسايل متروکه و لوازم برنجي به دست‌ مي‌آيد، سرب از پس‌مانده‌هاي صنايع بطري سازي و لوله‌کشي جدا مي‌شود.
بازيافت شيشه
علاوه بر کمبود مواد خام اوليه که براي بازيافت شيشه خود دليل موجهي است، استفاده از شيشه‌هاي دست دوم (خرده‌شيشه) نيز از نظر اقتصادي بسيار مقرون به صرفه است، زيرا نقطه ذوب خرده‌شيشه از مواد خام اوليه پايين‌تر بوده و باعث کاهش مصرف سوخت مي‌گردد. کاهش هزينه، کاهش زمان و نقصان آلودگي از مزاياي ديگر استفاده از خرده شيشه مي‌باشد که در خور اهميت هستند.
بازيافت لاستيک

افزايش لاستيک‌هاي مستعمل در سالهاي اخير مشکلات زيادي را در سطح جهان به وجود آورده است. در بسياري از موارد لاستيک‌هاي غير مستعمل روي هم انباشته شده و به شکل کوهي از زباله مناظر زشتي را بوجود آورده و خطر آتش‌سوزي را نير همراه دارد. دودهاي سياه و مضر در اثر سوختن حتي يک حلقه لاستيک، مناطق بسيار وسيعي را آلوده کرده و محيط زيست را به مخاطره مي‌اندازد. اخيراً به وسيله ماشين‌هاي جديد و پر قدرت، لاستيک‌هاي کهنه آسياب شده و پس از ذوب به لاستيک‌هاي جديدي تبديل مي‌شوند.

اگر ضايعات لاستيک‌ها را با آسفالت خيابانها مخلوط کنند روکش با دوامي براي سطح جاده‌ها و باند فرودگاهها بوجود مي‌آيد. روکش مخلوط شده از لاستيک‌هاي باز يافتي در آسفالت خيابان به سادگي ترک نخورده و موجب صرفه‌جويي ميليونها دلار در بازسازي ، لکه‌گيري و جلوگيري از آسفالت دوباره خيابان‌ها مي‌گردد.

بازیافت مواد حاصل از ساخت و تخریب:
یکی از مشکلات سیستم مدیریت مواد زائد جامد شهری تهران تولید روزانه حدود ۱۸ هزار تن خاک و نخاله است.
یکی از مشکلات سیستم مدیریت مواد زائد جامد شهری تهران تولید روزانه حدود ۱۸ هزار تن خاک و نخاله است. دفع این مواد علاوه بر مسائل اقتصادی باعث آلودگی های زیست محیطی نیز می شود. بنابراین بازیافت این مواد از جنبه های زیست محیطی و اقتصادی حائز اهمیت است. مواد زائد جامدی که از تغییر وضع ، تعمیر و از نو بنا کردن سازه ها از قبیل راهها یا ساختمان های مسکونی و تجاری در شهرها حاصل می شود، در اصطلاح نخاله های ساختمانی نامیده می شود. بررسی

ها نشان می دهد میانگین عمر مفید ساختمان ها در کشورهای جهان حدود ۴۰ سال است. عمر ساختمان ها در ایران ۳۰ سال برآورد شده است و با توجه به این که ۲۵ درصد بافت شهری در کشورهای جهان فرسوده هستند ، احداث ساختمان های جدید مقدار زیادی نخاله های ساختمانی تولید خواهد کرد.بدیهی است بازیافت این نخاله های ساختمانی علاوه بر تولید مواد و انرژی ، به حفظ محیطزیست کمک خواهد کرد. کمک به حفظ محیطزیست به ۲ صورت تحقیق می یابد ؛ یکی کاهش استخراج مواد اولیه از منابع طبیعی و دیگری کاهش آلودگی های ناشی از انباشت این مواد در طبیعت.

در صنعت ساخت وساز ، مواد معدنی مورد نیاز ساخت وساز از معادن استخراج و در نهایت پس از عملیات تخریب ، در مناطق شهری برجای می مانند. به علت حفاری های زیاد برای دفن مواد حاصل از ساخت وساز در بعضی از شهرها، برخی دانشمندان تخمین می زنند که برای جلوگیری از دگرگونی توپوگرافیک در بعضی مناطق باید فعالیت های ساخت وساز تا سالهای آینده متوقف شود.

در حالی که ممکن است تاثیر جریان این مواد در مکانهای دیگر چندان جدی نباشد ، این پدیده ضرورت چگونگی دفع مواد پسمانده حاصل از تخریب و ساخت وساز را نشان می دهد. در بسیاری از کشورها، دستورالعمل های شهرداری برای دفع مواد جامد پسماند باعث جداسازی مواد پسماند حاصل از ساخت و تخریب از مواد جامد

زباله های خانگی و تجاری می شود. مواد حاصل از تخریب و ساخت وساز ساختمان ها، بخش مهمی از کل مواد پسماندهای جامد شهری را شامل می شوند. بلایای طبیعی همانند سیل ، زلزله و تندبادها به میزان زیادی ، این درصدها را افزایش می دهند.در بازیافت این مواد از آنجا که میزان زیادی از مواد مختلط با هم پیچ شده ، میخ شده ، جوش داده شده ، ذوب شده یا با سیمان با هم محکم شده و به صورت مجتمع های سقفی و دیواری به چشم می خورد ، باید این مواد ر

ا بسته بندی کرد.سودآوری بازیافت مواد زائد جامد کاملا به سیاست های تنظیمی از طرف دولت ، مشخصه های قراردادی ، اقتصادی بودن و انتخاب فناوری بستگی دارد. صنعت بازیافت نخاله های ساختمانی برگشت سرمایه با توجه به معیارهای کنترل هزینه ها و یارانه های دولتی و درآمد از محل فروش محصولات گوناگون در بازارهای
مواد ثانویه تامین می شود. شناسایی یک بازار بالقوه می تواند یک عامل موثر برای موفقیت یک برنامه بازیافت نخاله های ساختمانی باشد. سیستم های سیاسی اقتصادی در دنیای فعلی هم به استخراج منابع طبیعی و نو و هم به دفن مواد زباله و احتراق آن یارانه می دهد. در یک منطقه روستایی که زمین نسبتا ارزان است ، اقتصاد بازیافت طوری است که هزینه کمتری برای دفن مواد ناشی از ساخت و تخریب صرف می شود.تاکنون در دنیا مطالعات وسیعی برای ارزیابی فناوری مدیریت مواد زائد جامد به منظور کاهش حجم نخاله ها و پسماندهای

ناشی از ساخت و تخریب وارد شده به لندمین انجام گرفته است اما کماکان افزایش هزینه ها برای کمتر شدن
حجم ورودی نخاله های ساختمانی به محلهای دفن برای یک دوره طولانی قابل پذیرش است.

سیستم بازیافت حرارت (WHRS)

امروزه مقادیر بسیاری گاز گرم حاصل از احتراق سوخت توسط بویلرها و انواع متنوع کوره‌ها در صنایع مختلف تولید می‌شود. بازیافت انرژی(Waste Heat Recovery) موجود در این گازها این امکان را فراهم می‌کند که مقادیر بسیاری از انرژی اولیه مصرفی کاهش یابد. “کیفیت حرارت” در کنار کمیت انرژی موجود در جریان خروجی یکی از متغیرهای اصلی تأثیر گذار روی میزان توجیه‌پذیری اقتصادی طرح‌های بازیافت حرارت می‌باشد.

در صنایع مختلف جریانهای گرم خروجی اعم از گاز یا مایع با دماهای متفاوت به محیط دفع می‌شوند. معمولاً جریان‌های خروجی با دمای بالا به دلیل کیفیت مناسب حرارت جهت اجرای واحدهای بازیافت از توجیه اقتصادی بالاتری برخوردار هستند. گفتنی است که بهای انرژی نیز یکی از مهمترین متغیرهای تأثیر‌گذار روی تحلیل هزینه- فایده طرحهای WHRS می‌باشد. به زبان ساده، بازیافت حرارتی که دارای ارزش پایینی است، منطقی نمی‌باشد.

کاهش هزینه‌های انرژی مصرفی به طور مستقیم و کاهش آلودگیهای زیست محیطی، اندازه تجهیزات و مصرف انرژی تجهیزات جانبی همگی از مزایای غیر مستقیم بازیافت حرارت از جریانهای خروجی می‌باشد. حتی در برخی از کاربردها بازیافت حرارت از جریانهای خروجی منجر به افزایش ظرفیت تولید در واحد صنعتی می‌شود.

بازیافت حرارت از جریانهای گرم خروجی به طرق مختلفی انجام می‌شود. افزایش حرارت جریانهای ورودی، افزایش دمای محیط فرایند و تولید انرژی الکتریکی از انرژی بازیافتی طرق اصلی بکارگیری انرژی بازیافتی می‌باشند که با توجه به کیفیت و کمیت جریان گرم خروجی یکی از این مسیرها جهت بازیافت حرارت استفاده می‌شود.

TYPICAL WASTE HEAT TEMPERATURE AT HIGH TEMPERATURE RANGE FROM VARIOUS SOURCES
Types of Device Temperature, oC
Nickel refining furnace 1070 –۱۶۵۰
Aluminium refining furnace 540-760
Zinc refining furnace 580-1100

Copper refining furnace 550- 815
Steel heating furnaces 925-1050
Copper reverberatory furnace 800-1100
(Cement kiln (Dry process 350- 730
Glass melting furnace 1000-1550

Hydrogen plants 650-1000
Solid waste incinerators 650-1000
Fume incinerators 650-1450

سیسنم بازیافت حرارت

سیستم بازیافت حرارت در کارخانه های سیمان

بازیافت حرارت در کارخانه‌های سیمان یکی از روشهای متداول جهت افزایش بازده انرژی مصرفی است. بازیافت حرارت از گازهای گرم خروجی از فرایند پخت و کولر دو منبع اصلی تأمین حرارت سیستم بازیافت حرارت در کارخانه‌های سیمان می‌باشد. در تکنولوژیهای قدیمی یا جدید تولید سیمان که از پیش‌گرمکن‌های چهار یا پنج طبقه در سیستم پخت و از گریت کولر جهت خنک کردن کلینکر استفاده می‌کنند، قابلیت بهره‌گیری از سیستمهای بازیافت حرارت وجود دارد. گرمای بازیافت شده از دو منبع فوق در بویلرهای بازیافت حرارت صرف افزایش دمای آب و تبدیل آن به بخار شده که از انرژی آن در توربین بخار جهت تولید انرژی الکتریکی بهره‌گیری می‌شود.

بهای انرژی و کیفیت منبع گرمایی مهمترین فاکتورهای تأثیر گذار روی میزان توجیه پذیری اقتصادی سیستمهای بازیافت حرارت می‌باشد. گاز گرم خروجی از پیش‌گرمکن‌های چند طبقه‌ای دمایی در حدود ۳۷۰ تا ۴۵۰ درجه سانتیگراد و گاز گرم خروجی از کولر ۳۲۰ تا ۴۲۰ درجه سانتیگراد با توجه به نوع تکنولوژی و شرایط بهره‌برداری دارا می‌باشد که کیفیت نسبی مطلوبی را جهت بازیاب حرارت دارا می‌باشد.
جدول زیر پتانسیل تولید انرژی الکتریکی را از بازیافت حرارت در کارخانه‌های سیمان با ظرفیت‌های مختلف نشان می‌دهد.
ظرفیت دما و دبی گاز خروجی از پیش‌گرم‌کن دما و دبی گاز خروجی از کولر انرژی الکتریکی تولیدی
ton/day 2500 150000Nm3/h-340 ̊C 65000Nm3/h-350 ̊C 4.5MW
ton/day 2×۲۵۰۰ ۲×۱۵۰۰۰۰Nm3/h-340 ̊C 2×۶۵۰۰۰Nm3/h-350 ̊C 7.5MW
ton/day 5000 340000Nm3/h-350 ̊C 240000Nm3/h-360 ̊C 9MW
ton/day 2×۵۰۰۰ ۲×۳۴۰۰۰۰Nm3/h-350 ̊C 2×۲۴۰۰۰۰Nm3/h-360 ̊C 18MW

انرژی الکتریکی تولیدی توسط واحد WHRS بخشی از انرژی الکتریکی مصرفی کارخانه سیمان را تأمین می‌کند. بهره‌گیری از سیستم بازیافت حرارت در کارخانه‌های سیمان ۲۰ تا ۳۸ کیلووات ساعت به ازای تولید هر تن کلینکر تولیدی در کارخانه‌های سیمان را تأمین می‌کند. انرژی تولیدی توسط این واحد با توجه به کارکرد یا توقف آسیاب مواد متغیر خواهد بود. انرژی تولیدی در زمانهای توقف آسیاب مواد در حداکثر ظرفیت واحد می‌باشد.

آب مورد نیاز بویلرها با آنالیز ویژه توسط تصفیه‌خانه آب تأمین می‌شود. آب تصفیه شده توسط پمپهای انتقال آب به بویلرها منتقل شده و بخار مافوق گرم حاصل شده از بازیافت حرارت صرف تولید انرژی در توربین بخار می‌شود. دمای بخار میعان شده در برجهای خنک کن کاهش یافته و به مخزن ذخیره جهت استفاده مجدد منتقل می‌شود. تلفات آب در سیکل تولید حرارت نیز از طریق خط تأمین آب Make Up جبران می‌شود.

چشم انداز قیمتهای انرژی در کشور و رقابتی شدن بازار سیمان، ضرورت و اهمیت بالای بهینه سازی مصرف انرژی را در صنعت سیمان بیش از پیش روشن می‌کند.

واکنش گرمازا
دید کلی
بسیاری از واکنشهای شیمیایی با آزاد کردن انرژی همراه هستند. این انرژی آزاد شده می‌تواند بصورت گرما ، نور یا صدا باشد. چنین واکنش‌هایی را واکنش گرماده می‌گویند. روزانه از واکنش‌های گرماده زیادی برای منظورهای مختلف استفاده می‌کنیم. ساده‌ترین این واکنش‌ها روشن کردن کبریت است که واکنشی بین اکسیژن هوا و ماده آتشگیر آن رخ می‌دهد که با آزاد کردن نور و گرما همراه است. سوخت‌های طبیعی ترکیبات پیچیده‌ای از کربن و هیدروژن هستند. وقتی که این مواد در اکسیژن می‌سوزند دی‌اکسید کربن ، آب و حرارت ایجاد می‌کنند.

 

برخی از سوخت‌ها مانند هیدروژن و مواد منفجره مانند TNT و دینامیت‌ها در اثر واکنش ظرفیت‌های بالایی از انرژی را در مدت زمان کوتاهی آزاد می‌کنند، بنابراین انفجار را می‌توان واکنش گرماده در نظر گرفت که انرژی زیادی را بصورت گرما ، صدا و نور در زمان کمتری آزاد می‌کند.

انجام واکنش گرماده از لحاظ تئوری
طبق قانون بقای انرژی ، انرژی از بین نمی‌رود اما بصورت‌های دیگر تبدیل می‌شود، بنابراین انرژی یک سیستم مقدار ثابتی است. بعنوان مثال انرژی امروزی جهان با انرژی آن در هزاران سال پیش برابر است. واکنش‌های شیمیایی با تغییر انرژی همراه‌اند. در یک واکنش وقتی پیوندهای ناپایدار با پیوندهای پایدارتری جایگزین می‌شوند مقداری انرژی آزاد می‌شود، بنابراین تشکیل پیوندهای پایدار با آزاد کردن انرژی همراه است و وقتی میلیون‌ها پیوند پایدار در یک واکنش ایجاد می‌شود این انرژی‌ها با هم جمع شده و انرژی بالایی را بصورت حرارت ، نور یا انفجار آزاد می‌کنند.

 

بنابراین در یک واکنش گرماده سطح انرژی کمتر از سطح انرژی مواد واکنش دهنده است و گرمای آزاد شده را با آنتالپی منفی نمایش می‌دهند.

وقوع واکنش‌های گرماده از لحاظ ترمودینامیکی
برخی از واکنش‌های شیمیایی گرماده بصورت خود بخودی انجام می‌گیرند. میزان خود بخودی بودن یک واکنش را ΔG که معیاری از آنتروپی و محتوای آنتالپی است، مشخص می‌کند. اما پیش‌گویی خود بخودی بودن یک واکنش دلیل بر وقوع آن واکنش نیست. زیرا ترمودینامیک ، چیزی در مورد

سرعت یک واکنش پیش‌بینی نمی‌کند. بعنوان مثال واکنش کربن با اکسیژن در دمای ۲۵ْ و فشار ۱ atm از لحاظ ترمودینامیکی قابل انجام است. اما بدون یک عامل موثر مثل حرارت ممکن است مخلوط کربن و مدت‌های مدیدی بدون تغییر باقی بماند.

تغییر آنتروپی یک محیط بر اثر گرمایی که بعلت تغییر آنتالپی واکنش به محیط یا از محیط منتقل می‌شود بوقوع می‌پیوندد. هر چه بزرگ‌تر باشد بی‌نظمی بیشتری در محیط ایجاد می‌شود.

پس در یک واکنش گرماده خود بخودی:
ΔG = ΔH -TΔs < 0

۰> ΔH در یک واکنش گرمازا

Δs > 0 میزان بی‌نظمی در یک واکنش خود بخودی

پس T.Δs > 0

آنگاه TΔs < 0- است. چون Δs برای یک تغییر خود بخود بزرگتر از صفر است و TΔs کل هم باید بزرگتر از صفر باشد در اینصورت بوده برای یک تغییر خود بخود است. برای بسیاری از واکنش‌های شیمیایی در ۲۵ درجه سانتیگراد و فشار ۱atm مقدار مطلق ΔH بسیار بزرگتر از مقدار TΔs می‌باشد در این شرایط واکنش‌های گرمازا بصورت خود بخود صورت می‌گیرند.

استفاده از واکنش‌های گرمازا در صنعت
بیشتر کوره‌های احتراقی که عملیات گداختن و تصفیه کانی آهن و تولید آهن در آنها انجام می‌گیرد نیاز به دماهای بسیار بالا برای انجام واکنش دارند. در عملیات ذوب سنگ آهن ، سنگ آهن را با کک و سنگ آهک در کوره قرار داده و جریانی از هوای داغ را به درون کوره هدایت می‌کنند. واکنش کک ( کربن ) با اکسیژن بسیار گرمازا است. بنابراین این کوره‌ها را از اکسیژن غنی می‌کنند. کک در اثر گرما هوای داغ با اکسیژن وارد واکنش شده و ایجاد می‌کند که از گرمای فراوان حاصل از این واکنش برای ذوب سنگ آهن استفاده می‌شود.

مواد قابل احتراق

دید کلی
مواد از نظر این که به عنوان سوخت (منبع تولید نیرو و انرژی(مورد استفاده قرار گیرند, به دو دسته قابل احتراق و غیر قابل احتراق تقسیم می‌شوند. آن دسته از موادی که براحتی می‌سوزند (دارای دمای احتراق پایینی هستند) و به دنبال سوختن ، مقدار زیادی انرژی آزاد می‌کنند، مواد قابل احتراق و دسته ای از مواد که یا نمی‌سوزند یا سوزاندن آنها سخت است (دمای احتراق بالایی دارند) مواد غیر قابل احتراق نام دارند.

تقسیم‌ بندی مواد قابل احتراق
مواد قابل احتراق به نوبه خود به سه دسته زیر تقسیم می‌شوند:
• مواد قابل احتراق جامد
• مواد قابل احتراق مایع
• مواد قابل احتراق گازی

مواد قابل احتراق جامد
تورب
این ماده ، در باتلاق‌ها بر اثر تجزیه مواد گیاهی پدید می‌آید و دارای ۲۰% آب است که پس از سوختن ، ۵ تا ۲۰ در صد خاکستر باقی می‌ماند. قدرت گرمایی آن ، ۴ هزار کیلو کالری بر کیلو گرم می‌باشد و یک ماده قابل احتراق متوسط است. با سوزاندن آن ، زغال تورب ، روغن تورب و نیز مخلوط آن باقیمانده مواد نفتی ، محصولی می‌دهد که از مواد اصلی آسانتر می‌سوزد.

تورب بطور معمولی درمقیاس کوچک بویژه برای گرم کردن اماکن مورد استفاده قرار می‌گیرد. مجموع ذخایر تورب در حدود یک درصد انرژی زغال سنگ است. با نسبت تجمع فعلی تورب به مقدار ۴۸×۱۰۱۰ وات قدرت به طور مداوم قابل دست‌یابی است.
لیگنیت ( لینییت)
این ماده قابل احتراق ، حد وسط بین تورب و زغال سنگ ، شامل ۲۰% آب ۱۰% خاکستر ، خوب نمی‌سوزد و در ضمن سوختن ، دود زیادی پدید می‌آورد و تا ۶۵۰۰ کیلو کالری بر کیلوگرم انرژی می‌دهد. در زیر فشار ۱۰۰۰ بار ، بدون افزودن ماده ای دیگر به شکل آجر سوختنی در می‌آورند. سه تن لیگنیت ۲۱۰۰ کیلو کالری ، یک تن آجر سوختنی ۵۰۰۰ کیلو کالری انرژی می‌دهند.

زغال سنگ
زغال سنگ ، یک ماده قابل احتراق بسیار خوب است. آخرین مرحله ، تبدیل تورب و لیگنیت است. استخراج آن آسان نیست.، به ندرت روباز است و در اغلب موارد در لایه‌های زیر زمینی یافت می‌شود که استخراج آن با مخارج و خطرات مهمی همراه است. معمولا به کارگران زغال سنگ نقدی داده می‌شود به علت شرایط کار مشکل و قیمت ، زغال سنگ با سایر انرژی‌ها در رقابت است. زغال سنگ از نقطه نظر شعله خوب دارای امتیاز است. دمای آن بالا و بازده دیگش بسیار خوب است.

عیب اصلی آن عدم قابلیت گداخت خاکستر است که شبکه‌های دیگر را چرب و چرک کرده ، تفاله آهن تولید می‌کند. از این نقطه نظر ، چوب بسیار جالب‌تر است، زیرا که خاکسترهای آن به آسانی تخلیه و زدوده می‌شود. آلودگی هوا براثر سوزاندن زغال سنگ و از آن جمله آزاد شدن گوگرد و مواد شیمیایی دیگر است. زغال سنگ جامد را نمی‌توان به عنوان سوخت در هواپیما یا اتومبیل بکار برد.

چوب
این اولین ماده قابل احتراق است که بشر آن را بکار برده و گرد آوردن آن هم ساده است. ظرفیت گرمایی آن از ۱۵۰۰ تا ۶۰۰۰ کیلو کالری بر کیلو گرم بر حسب رطوبت تغییر می‌کند. فعلا ً چوب یک انرژی روستایی است و بازده بخاری‌های چوبی حدود ۲۰% است. در هر هکتار جنگل ، سالانه بطور متوسط ۵ متر مکعب چوب تولید می‌شود. ۵ متر مکعب چوب با ۳۰۰۰ کیلو کالری بر کیلو گرم حدود ۱۱ میلیون کیلو کالری یا معادل با یک تن نفت در سال است.

زغال چوب یکی از منابع انرژی‌زا ی مناسب برای مصارف خانگی است. در کشورهایی که جنگل وسیع داشته باشند، تولید آن آسان است و یکی از سوخت‌های بدون دود محسوب می‌شود. مصرف آن برای آشپزی به علت مزه خوبی که به غذا می‌دهد، مورد توجه خاص است. هر تن زغال ۷٫۱×۱۰۶ کیلو کالری انرژی می‌دهد. مصرف صنعتی آن در کارخانه‌ها برای خشک کردن محصولات و کارخانه‌های تولید آهک ، سیمان ، استخراج آهن و در تصفیه آب و فاضلاب است.

مواد قابل احتراق مایع
سوخت های مایع ، همیشه به علت خواصشان و قابلیت کاربرد عملیشان مورد توجه بوده‌اند. آنها توسط لوله منتقل می‌شوند و در مخازن بدون منفذ ذخیره شده ، جای زیادی را اشغال نمی‌کنند.
نفت
همان طوری که می‌دانیم، هر کیلو گرم نفت می‌تواند ۱۱۰۰۰ کیلو کالری گرما تولید کند. ذخیره آن آسان است. انتخاب نفت به عنوان منبع سوختی ، بدلیل ملاحظات سادگی انتقال ، ذخیره ، تمیزی و … می باشد. بنابراین مصرف آن ساده و مستلزم تکنیک پیچیده نیست.

نفت می‌تواند جایگزین همه انواع مواد قابل احتراق از جمله چوب ، زغال ، پس مانده‌ها و حتی قسمتی از انرژی‌های ملایم ( باد خورشید و آبشار ) باشد. بنابراین منطقی است که مسئله انرژی را توسط تاسیسات ثابت ( کارخانه و…) حل کرد که نفت بسیارزیادی رامصرف می‌کنند. اتومبیل و هواپیما) فقط ۲۰% مصرف انرژی نفتی را دارند.

در بسیاری از کشورها تقریبا تمام نفت وارداتی است و ۸۵% احتیاجات انرژی را تامین می‌کند. از طرف دیگر کنترل در اختیار این گونه کشورها نبوده ، ناچارند انرژی خود را از راه‌های دیگر تامین کنند و یا در مقابل افزایش قیمت نفت هر چه بیشتر صرفه‌جویی کنند.

روغن‌های نباتی
این نوع روغن‌ها متعدد هستند. از جمله از آنها می توان روغن نفت ، روغن پسته ، روغن کتان ، روغن خرما ، روغن گرچک و… را نام برد. آنها در ابتدا در لامپ‌های روغن مورد استفاده قرارگرفته‌اند. روغن گرچک برای روغن‌کاری موتورهای هواپیما و بعضی از اتومبیل‌ها بکار برده شده است. قیمت آن زیاد و مقدار تولیدش کم است. قدرت حرارتی آنها کمتر از نفت است. در موتورهای دیزل به‌شرط گرم کردن آنها با افزایش انژکتورها می‌توان استفاده کرد.

الکل اتیلیک
الکل اتیلیک یکی از سوخت‌های مایع است که پس از نفت ، بیشتر از همه مورد توجه می‌باشد. نحوه استفاده از آن آسان است. ذخیره کردنش دشواری به همراه ندارد. نقطه جوش آن ۷۸ درجه سانتی‌گراد و قدرت گرمایی آن ۷۰۰۰ کیلوکالری بر کیلو گرم است. الکل اتیلیک در طبیعت به همان صورت یافت نمی‌شود بلکه از تخمیر مایعاتی که قند و نشاسته دارند، بدست می‌آید.

از تقطیر نیز الکل استخراج می‌شود. چغندر ، سیب زمینی ، ملاس ، غلات و شیره‌های قندی مختلف از مواد اساسی این فراورده هستند. فرایند تخمیر کند است. این امر سبب بالارفتن قیمت الکل می‌شود. آلمانیها ، الکل را به عنوان ماده سوختنی در موشک بکاربردند. در اغلب موشک های امروزی از کروزن استفاده می شود.

الکل متیلیک یا متانول
تولید صنعتی آن با تقطیر چوب آسان است قیمت آن کمی بیشتر است و از این جهت به عنوان ماده سوختنی گاهی ترجیح داده می‌شود. قدرت حرارتی آن کمی کمتر است. متانول می‌تواند جایگزین بنزین معمولی شود.

مواد قابل احتراق گازی
گاز طبیعی
گاز طبیعی ، یک سوخت ایده‌آل و تمیز است که محیط را آلوده نمی‌کند. ارزش حرارتی آن زیاد است. ایران بعد از روسیه ، بیشترین ذخایر گاز طبیعی را دارد.

گاز روشنایی
از تقطیر زغال سنگ ، گاز روشنایی بدست می‌آید که ۱۰۰ کیلو گرم آن ۳۰ متر مکعب گاز با ۵۴۰۰ کیلو کالری بر متر مکعب یا حدود ۷۰۰۰ کیلو کالری بر کیلو گرم می‌دهد. گاز روشنائی شامل ۴۴ % متان ، ۱۰% هیدروژن و سایر گازهای مختلف از نظر وزن است.
متان
متان ، گاز ساده ای است و پُرانرژی (۱۷۰۰۰ کیلو کالری بر کیلو گرم ) خیلی تمیز و برای مصرف بسیار جالب است. متان در تجزیه و تباهی مواد آلی ، مانند گاز زمین‌های باتلاقی تشکیل می‌شود. این گاز در (۱۶۴ – ) درجه سانتی‌گراد به مایع تبدیل می‌شود. 

هیدروژن
هیدروژن ، مهمترین ماده قابل احتراق با انرژی زیاد ، ۳۴۰۰۰ کیلو کالری بر کیلو گرم ، آلوده کننده نیست. چرا که سوخت آن فقط آب تولید می‌کند. در مصرف آن دو اِشکال عمده وجود دارد. یکی این که در دمای خیلی پائین( ۲۵۳ – ) ، به مایع تبدیل می‌شود و دیگری این که بطور طبیعی وجود ندارد.

آمونیاک
آمونیاک با انرژی ۵۳۷۰ کیلو کالری بر کیلو گرم در (۳۳ -) درجه سانتی‌گراد بخار می‌شود و در فشار ۷ بار در دمای ۱۳+ درجه سانتی‌گراد مایع است. انتقال تجارتی آن بوسیله بطری های فولادی صورت می‌گیرد. سوخت آن آلوده کننده است. این گاز ، سمی است و به سختی به‌عنوان سوخت صنعتی مورد استفاده قرار می‌گیرد.

زباله يا طلاي کثيف

مواد زائد جامعه که پس‌مانده ناخواسته زندگي بشري است ،خود موجبات مسائلي نظير انتقال بيماريها ، ازدياد حشرات موذي و موش، بو و منظره نامطبوع و گاهي اوقات آتش سوزي و تصادفات و صدمات بدني گرديده است. ازدياد جمعيت از يک طرف و افزايش توليد سرانه مواد زائد از خانه‌ها ، کارخانه‌ها و مؤسسات و تخريب و تغييرات در بناها و فضاهاي سبز و گياهان از طرف ديگر ابعاد مسأله را از نظر حجم مواد و مسائل حمل و نقل و دفع نهايي بصورت تصاعدي افزايش داده است ؛ زيرا دفع ميزان محدود مواد زائد آسان است ولي وقتي به هزاران تن در روز افزايش يافت ، مسائل پخش در محيط و بيماريهاي منتشره توسط مگس ، سوسک ، موش ، گربه ، سگ و مسائل ماشين‌آلات حمل

و نقل و هزينه تهيه و

سائل انتقال و دفن يا دفع نهايي به طريق ديگر همگي در هم ضرب مي‌شود و ابعاد بهداشتي و اقتصادي مسأله به حالت وحشتناکي بزرگ و مشکل‌آفرين خواهند شد.
عدم مديريت صحيح و مقررات صريح براي جمع‌آوري و دفع و بازيافت بيش از ۳۸ هزار تن زباله در روز در ايران که تقريباً ۷۶% آن مواد قابل تبديل به کود بوده و هزاران تن پلاستيک و کاغذ و کارتن را در بردارد ، اکنون به شکلي بي‌رويه به دل خاک سپرده شده و يا در حوالي شهرها پراکنده مي‌شوند که صرف‌نظر از خطرات بهداشتي زيانهاي اقتصادي کلاني را نيز در بردارند.

طبق يک محاسبة کلي هموطنان ما در زمينه‌هاي مختلف سالانه متحمل هزينه‌هايي حدود ۸ ميليارد تومان براي جمع‌آوري و دفع زباله مي‌شوند که قسمت بزرگي از آن با اعمال مديريت صحيح و بکارگيري تکنولوژي مناسب کاهش پذير است ؛ زيرا ۸۰% اين هزينه به مخارج پرسنلي و ماشين‌آلاتي منحصر مي شود که صرف جمع‌آوري و حمل زباله مي‌گردد و مبادرت به بازيافت مواد از زباله که استفاده مجدد از آنها را در پي دارد ، پاسخ‌گوي بسياري از هزينه‌هاي گزاف دفع زباله مي‌شود. کاهش ۵۰% از حجم زباله‌هاي شهري در اثر بازيافت ، صرفه‌جويي در مواد اوليه و کاهش آلودگي‌هاي محيط زيست که مثلاً در اثر بازيافت کاغذ ، ۷۴% در آلودگي هوا و ۳۵% در آلودگي آب بررسي شده است (۴). بين کشورهاي جهان آلمان ، انگليس ، هلند و به ويژه ژاپن که نيمي از

۳زباله‌هاي خود را بازيافت مي‌کند، در اين زمينه برنامه‌هاي بسيار وسيعي را به اجرا گذاشته و موفقيّت‌هاي بسياري را کسب نموده‌اند. بازيافت زباله که در همه روش‌ها مطرح مي‌شود ، با توجه به مقدار و نوع و مواد متشکله زباله جايگاه اقتصادي ويژه‌اي دارد. ايجاد صنايع کمپوست و ترتيب برنامه‌هاي دفع بهداشتي زباله‌هاي بيمارستاني با دستگاه زباله‌سوز و يا هر روش پيشرفته ديگر و از همه مهمتر بازيافت مواد از زباله در مراکز توليد ، به شکلي که از هرگونه وابستگي به خارج مبرا باشد، از جمله اهداف اين طرح است.

بازيافت به دو صورت امکان‌پذير است : نخست استفاده مجدد، مانند پرکردن مجدد شيشه‌هاي نوشابه و دوم بازيافت ، مانند استفاده مجدد از لاستيکهاي کهنه که به روکشي براي خيابانها بدل مي‌شوند.
ارزشمندترين مادة بازيافت شده از زباله بر حسب درآمد ، انواع مختلف فلزات است. هر چند که تعداد زيادي از مواد ديگر زباله مانند استخوان ، کاغذ ، کارتن ، پارچه ، پلاستيک ، مو ، فضولات کشتارگاه‌ها و غيره نيز اهميت ويژه‌اي دارند و ليکن همة مواد بازيافتي از زباله ارزش ورود به صنعت بازيافت را ندارند.

عوامل مؤثر بر بازيافت
يکي از عوامل مؤثر و غالب در بازيافت عامل اقتصادي است. افزايش چشمگير و مؤثر قيمت نفت و محصولات آن محرکي است تا تمامي کشورهاي صنعتي نسبت به کشف امکانات بازيافت مواد ، بعنوان جلوگيري از افزايش قيمت نفت اقدام کنند. در زمينة دفن در زمين معمولاً مناطق پست و کم‌ارتفاع به عنوان اراضي محل دفن انتخاب مي‌شوند و نهايتاً پس از فشردن و متراکم کردن جهت جلوگيري از نشت هرگونه مادة سمي به آبهاي زيرزميني ، با لايه‌اي از خاک رس پوشش داده

مي‌شوند. بيشتر اين زمين‌ها در شهرهاي بزرگ در نواحي کم جمعيت واقع شده‌اند و کاميونهاي حامل زباله بايد فرسنگ‌ها راه بپيمايند و مقدار زيادي گازوئيل و يا بنزين مصرف کنند تا به جايگاه دفن بهداشتي زباله برسند که مستلزم هزينه و نيروي کار زيادي است و از اشکالات موجود در روش دفن زباله ، موضوع ناهماهنگي و نامتجانس بودن مواد است.

بازيافت زباله معمولاً بر ساير روش‌هاي دفع همچون دفن يا سوزاندن مقدم است ، زيرا علاوه بر صرفه‌جويي در هزينه ، انرژي و منابع طبيعي ، آلودگي محيط را نيز کاهش مي‌دهد.
طبق يک بررسي، جمع‌آوري مواد قابل بازيافت براي هر تن زباله حدود ۳۵ دلار و دفن روزانه هر تن مواد زائد در يک محل حــدوداً تا ۸۰ دلار هزينه در بردارد. بازيافت تا ۵۰% يا بيشتر حجم مواد پس مانده را کاهش داده و هزينه‌هاي سيستم جمع‌آوري زباله‌ها را بطور مؤثر کاهش مي‌دهد. کشور ژاپن موفق‌ترين برنامه بازيافت را در سطح جهان به خود اختصاص داده است. حدود يک سوم زباله‌هاي ژاپن سوزانده شده و فقط يک ششم آن دفن مي‌گردد.

خانواده‌هاي ژاپني پس‌مانده‌هاي خانگي خويش را در هفت قسمت جداگانه و در روزهاي مختلف جمع‌آوري و بازيافت مي‌نمايند.
در آمريکا روزانه تعداد ۲ ميليون درخت قطع مي‌شود که ضرر بزرگي به محيط زيست است. بازيافت کاغذ در يک روز يکشنبه موجب جلوگيري از قطع ۷۵۰۰ درخت مي‌شود و با بازيابي يک تن آلومينيم ۴ تن بوکسيت و ۷۰۰ کيلوگرم ذغال کک نيز ذخيره شده و باعث جلوگيري از ورود ۳۵ کيلوگرم آلومينيم فلورايد به هوا مي‌شود.

عــــمل بازيابي مصرف انرژي و آلودگي هوا را کاهش مي‌دهد. با بازيابي بطري‌هاي پلاستيکي ۶۰-۵۰% انرژي مصرفي براي ساختن بـــطري‌هاي نو صرفه‌جويي مي‌شود.
در ايران با جمعيت حدود ۶۰ ميليون نفر ، روزانه بيـش از ۳۸ هزار تن زباله توليد مي‌شود که هزينه‌هاي جمع‌آوري و دفع آنها تنها در شهرها روزانه حدود ۲۱ ميليون تومان برآورد مي‌شود. طبق يک بررسي فقط بهاي کاغذ و کارتن و پلاستيک جدا شده از زباله که به ترتيب ۲۷/۸% و ۱۱/۴% کل زباله‌هاي پنج شهر کوچک و بزرگ کشور را تشکيل مي‌دهد که رقم قابل توجهي است.

بررسي‌هاي اخير که در شهرهاي مختلف کشور انجام گرفته است، نشان مي‌دهد که مواد آلي از ۶/۷۶-۳۵% و کارتن از ۷/۴ – ۹/۲% و پلاستيک از ۳/۶-۱/۲% مهمترين اجزاي قابل بازيافت زباله کشور ما را تشکيل مي‌دهند (۴). و ليکن عليرغم اينکه فرهنگ بازيافت مواد از قديم در ايران موسوم بوده است در سالهاي اخير ، بازيافت بي‌رويه ( زباله دزدي ) مواد بعلت تنوع مواد، در عدم مديريت صحيح و نيز محدوديت ورود مواد اوليه خطرات و بحران‌هاي بهداشتي خاصي را در کشور به وجود آورده است. کاغذ ، آلومينيم ، لاستيک و مواد پلاستيکي و شيشه از جمله زوايد بسيار با ارزش هستند که مي‌توان آنها را بازيابي کرد.

بازيافت پس‌مانده‌هاي آلي
مواد آلي مربوط به آشپزخانه، سبزي‌ها و گياهان زائد پس مانده‌هاي آلي هستند که توسط ميکروارگانيسم‌ها تجزيه شده و قادرند ميلياردها متر مکعب گاز متان توليد کنند. تجزيه پس‌مانده‌هاي آلي به جاي دفن، داراي دو مزيت کودسازي و توليد گاز متان است. نوعي از منابع بزرگ پس مانده‌هاي جامد خانگي، پوشک بچه‌هاست. شرکت پروکترگمبل در آمريکا پس از جداسازي پوشش پلاستيکي و ضد عفوني لاية جاذب اين پوشکها آنها را به کود تبديل کرده و مورد مصرف قرار داده است.

کود کمپوست تهيه شده در کشورهاي اروپايي که حدود ۱۴درصد افزايش محصول ايجاد مي‌کند، به کشورهاي آسيايي مثل عربستان صادر مي‌شود. کودسازي از زباله در مقياس کوچک و با روشهاي بسيار ساده سنتي براي شهرهاي نه چندان بزرگ به خوبي امکان‌پذير است. در مورد استفاده از انرژي و توليد گاز متان از فضولات شهري و روستايي در سالهاي اخير توجه ويژه‌اي مبذول شده است.

از آنجائي که مبحث دفع زباله‌ها در مورد زباله‌هاي سمّي و خطرناک، از جمله موضوعاتي است که در حال حاضر مورد بررسي است ، نکاتي از مشکلات دفع زباله‌هاي خطرناک و سمّي به منظور ايجاد انگيزه در تفکيک زباله‌ها در مبداء به خاطر داشتن اين نکته که مشکلات زباله‌ها به اين موارد محدود نمي‌شود ، مطرح مي‌گردد. در کشورهاي پيشرفته بعد از بازيافت اوليه مواد ، بازيافت و دفع زباله‌هاي خطرناک مورد تحقيق است و دغدغة آنها از دفع زباله به صورت عام گذشته است. بازيافت در ايران ۱۰ درصد و در ژاپن ۵۰% است.

زباله‌هاي سمي و خطرناک
مواد زائد خطرناک ، مواد زائد جامد يا مايعي هستند که بعلت کميّت ، غلظت و يا کيفيت فيزيکي و شيميايي يا بيولوژيکي مي‌توانند موجب ازدياد مرگ و مير يا ناراحتي و بيماريهاي بسيار جدي شوند. اين زوائد ممکن است خصوصياتي از قبيل انفجاري بودن ، شعله‌ور شدن ، راديواکتيو و يا سمي و شيميايي بودن داشته باشند. اين مواد به صورت مايع ، جامد ، خميري و يا گازي شکل وجود دارند که بايد از نظر ايجاد آلودگي در آب ، هوا و خاک کنترل شوند. آنچه بايد در اين زمينه انجام بگيرد :

• مواد مصرفي را پس از خريد تماماً مصرف کنيد و مازاد آن را به کسي که نياز دارد بدهيد. اگر مايليد چيزي را نگه داريد آن را در ظرف اصلي منحصر به خودش که داراي برچسب صحيحي باشد ، قرار دهيد.
• سوخت ديزل ، نفت سفيد ، گريس و چربي و روغن موتور آلوده شده يا مستعمل را به مراکز سرويس خودرو ، ايستگاههاي بازيابي روغن يا مراکز مجاز جمع‌آوري بدهيد.
• باطري کهنه اتومبيل را در زباله‌دان نيندازيد ، آن را

به مراکز مجاز برگردانيد ، ظروف و قوطي‌هاي سمي را وقتي که خالي شدند عمل کنيد. پيش از دور انداختن قوطي‌ها ، همواره آنهايي را که حاوي مواد زيان‌آور هستند ، کاملاً مشخص کنيد.
• همه دستورالعمل‌هاي توصيه شده روي برچسب قوطي‌ها را رعايت کنيد.
• تمامي قوطي‌هاي اسپري‌کننده را بوسيله فشردن دکمه آنها کاملاً خالي کنيد تا هيچ ماده‌اي پيش از پيچاندن آنها در روزنامه و دورانداختنشان با ساير زباله‌ها درون آنها باقي نمانده باشد. هرگز قوطيهاي خالي ايروسل را در کوره يا دستگاه پرس نيندازيد.
• درمورد هر ماده‌اي که فکر مي‌کنيد از لحاظ دفع مسئله‌ساز باشد، با اداره بهداشت يا نمايندگي محيط زيست محلي تماس بگيريد.

• براي اطلاع از نوع و نحوه سيستمهاي دفع زباله جامعه‌اي که در آن بسر مي‌بريد ، با بهداشت محيط محل تماس بگيريد تا مشخص شود چه مواردي را نبايد همراه با سيستم معمول جمع‌آوري زباله شهري دفع کرد.
• مايعات شيميايي را روي زمين جاري نساخته و يا داخل مجاري فاضلاب رها نکنيد.
• ظروف و قوطي‌هاي مواد شيميايي خالي را در حياط خانه دفع نکنيد.
• ظروف و قوطي‌هاي حاوي ته‌مانده مواد شيميايي را نسوزانيد.

• هرگز قوطي‌هاي حشره‌کش يا مواد شيميايي را براي مقاصد ديگر مورد استفاده قرار ندهيد ، زيرا پس مانده مواد درون قوطي با موادي که دفعتاً در آن ريــــخته شود، واکنش نشان داده و مسئله‌ساز خواهد شد.
• از به کار بردن مجدد قوطي‌هاي اسپري‌کننده اجتناب کنيد.
• فضولات شيميايي را با يکديگر مخلوط نکنيد.
• هيچ ماده شيميايي را در امتداد جاده‌ها رها نکنيد.

مواد زائد راديواکتيو يا زباله‌هاي اتمي
مواد و عناصري که از خود پرتوهاي يونيزه ساطع کنند ، مواد راديواکتيو ناميده مي‌شوند. چون اين مواد باعث بروز خطرات بهداشتي و ناراحتي‌هاي ويژه‌اي براي انسان و موجودات محيط زيست مي‌شوند ، در طبقه‌بندي مواد زائد سمي و خطرناک منظور شده‌اند.

خصوصيات زباله‌هاي هسته‌اي هنگام دفع عبارتست از :
• جامد بودن.
• هدايت گرمايي مناسب.
• حداقل حلاليت در آب و کنترل نشت آن.
• مقاوم در برابر تجزيه‌هاي شيميايي ، تشعشعات دروني ، ضربه و فشار.
• حداقل حجم ممکن.

خطرات و زيانهاي زباله اتمي يکسان نبوده به نوع و ميزان مواد راديواکتيو موجود در آنها بستگي تام دارد. با توجه به مقدار مواد راديواکتيو و خاصيت زيان‌بخشي اينگونه مواد ، آنها به سه گروه تقسيم‌بندي مي‌شوند :
الف ) زباله‌هاي اتمي داراي مواد راديواکتيو قوي.
ب ) زباله‌هاي اتمي داراي مواد راديواکتيو متوسط.
ج ) زباله‌هاي اتمي داراي مواد راديواکتيو ضعيف.
زبالــــــــه‌هاي داراي مواد راديواکتيو قوي عموماً در نيروگاه‌هاي هسته‌اي بوجود مي‌آيند که بسيار قوي است.

زباله‌هاي داراي مواد راديواکتيو متوسط نيز در نيروگاه‌هاي اتمي هنگام بازيابي از ميله‌هاي سوخت و همچنين در زمان توليد عناصر سوخت اتمي حاصل مي‌شوند. زباله‌هاي اتمي داراي مواد راديواکتيو ضعيف در تمامي اماکني که انسان ، به نحوي با اشعه راديواکتيو سروکار داشته باشد مانند لابراتورهاي تحقيقاتي و پزشکي به دست مي‌آيند.
مهمترين آسيب‌هاي ناشي از زباله‌هاي اتمي : بيماري‌هاي سرطاني و ايجاد اختلال در ژن‌ها، هستند

.
مدت زمان خطر زباله‌ها بين چند ثانيه تا چندين ميليون سال متفاوت است. خوشبختانه قسمت عمده زباله‌هاي اتمي دنيا از نوع کوتاه عمر و يا زودگذر و زوداثر هستند.

مواد زائد شيميايي
مواد شيميايي و پس مانده آنها جزء گروه موادي هستند که به سادگي نمي‌توان از خواص آني و يا آتي آنها چشم پوشيد. بيشتر زباله‌هاي شيميايي خطرناک در چهار گروه اصلي طبقه‌بندي مي‌شوند :
الف ) مواد آلي.
ب ) فلزات و مواد معدني شامل نمک‌ها ، اسيدها و بازها.
ج ) مواد قابل احتراق.
د ) مواد قابل انفجار.

اين گونه مواد ابتدا در مخازن ويژه‌اي جمع‌آوري شده و پس از انبار کردن اگر جامد باشند، با مخازن و در حالت مايع به وسيله پمپاژ به درون خودروهاي مجهز به علائم ويژه انتقال مي‌يابند. مخازن يا شبکه‌هاي جمع‌آوري مواد در بسياري از موارد مهر و موم شده و تحت کنترل شديد قرار مي‌گيرند. تماس مستقيم دست با اين گونه مواد در همه مراحل شديداً ممنوع اعلام گرديده است.

مــــديريت مواد زائد خطرناک شامل کاهش مواد زائد
تصفيه و دفع است. روشهاي تصفيه‌اي که قبل از دفع مواد زائد انجام مي‌شوند، عبارتند از : سم‌زدايي مواد خطرناک ، جداسازي و تغليظ اين مواد و تثبيت و جامد نمودن به منظور جلوگيري از نشت مواد زائد ، دفن در زمين آخرين مرحله مديريت مواد خطرناک مي‌باشد.

نانوتکنولوژی و کاربردهای آن :
رشته‌ای از دانش کاربردی و فناوری است که جستارهای گسترده‌ای را پوشش می‌دهد. موضوع اصلی آن نیز مهار ماده یا دستگاه‌های در ابعاد کمتر از یک میکرومتر، معمولاً حدود ۱ تا ۱۰۰ نانومتر است. در واقع نانوفناوری فهم و به کارگیری خواص جدیدی از مواد و سیستمهایی در این ابعاد است که اثرات فیزیکی جدیدی – عمدتا متاثر از غلبه خواص کوانتومی بر خواص کلاسیک – از خود نشان می دهند./گروه دانش و فناوری

نانوفناوری یک دانش به شدت میان‌رشته‌ای است و به رشته‌هایی چون فیزیک کاربردی، مهندسی مواد، ابزارهای نیم رسانا، شیمی ابرمولکول و حتی مهندسی مکانیک، مهندسی برق و مهندسی شیمی نیز مربوط می‌شود. نانوفناوری می‌تواند به عنوان ادامه دانش کنونی به ابعاد نانو یا طرح‌ریزی دانش کنونی بر پایه‌هایی جدیدتر و امروزی‌تر باشد.

بازیافت انرژی
توجه ما بخصوص معطوف به تکمیل و تقویت دستگاههای تصفیه و تهویه هوای آلوده با سیستمهای بازیافت انرژی با در رعایت مسائل حفاظت محیط زیست و صرفه جویی در هزینه هاست. گرمای

ذخیره شده در هوای آلوده در اتمسفر آزاد نخواهد شد، بلکه توسط تجیزات تبادل دما دوباره به چرخه فعالیت تولید بازگردانده میشود. ازین طریق میتوان بسته به نوع تجهیزات تا حتی ۹۰% در هزینه ها صرفه جویی نمود. ما نه تنها دارای توانایی در اجرای پروژهای صعب الاجرایی مانند بازیابی انرژی از گازهای خروجی با ذرات جامد معلق هستیم، بلکه در این زمینه پیشآهنگ هستیم.

سود شما درینجا:
• تقلیل دائمی هزینه انرژی برای تولید گرما
• بازگشت سریع هزینه های سرمایه گذاری
• تقلیل شدید میزان آلودگی محیط زیست
اجزای یک برنامه مدیریت انرژی

یک برنامه مدیریت مدیریت انرژی می تواند به روش های مختلف سازماندهی شود، مثلا توسط یک فرد دلسوز، یا توسط رئیس یک شرکت که ناگهان متوجه بالا رفتن هزینه های سوخت می شود و یا به دلیل آنکه امکانات شهری در مورد عرضه سوخت به کارخانجات سخت گیری می نماید. انگیزه های حرکت به سوی مدیریت انرژی ، معمولا افزایش قیمت یا میزان موجودی انرژی می باشند،

اما حتی شرکت هایی که با افزایش شدید قیمت انرژی مواجه نشده اند نیز به این حقیقت پی برده اند که استفاده از مدیریت انرژی به نوبه خود مفید و موجب از بین رفتن تلفات و کاهش هزینه ها می شود. برای مثال ممیزی انرژی نشان می دهد، تجهیزاتی مشغول به کار هستند که عملا نیازی به کار آنهانیست و یا فضایی مورد استفاده قرار نمی گیرد ولی سیستم روشنایی ۲۴ ساعته دارد، یا اطاقهایی که توسط کسی اشغال نشده اند ولی از سیستم سرمایش و گرمایش در آنها استفاده می شود.

بدون توجه به انگیزه های لازم، تا زمانی که مدیریت رده بالای یک شرکت تعهدات لازم را نپذیرد، یک برنامه مدیریت انرژی موفق نخواهد. به همین دلیل جدول، این مطلب را عنوان اولین قدم در مرحله ورود به فهرست انگیزه شان داده است.

جدول ۱:برنامه مدیریت انرژی
الف)مرحله اولیه

۱- تعهد مدیریت
۲- هماهنگ کننده مدیریت
۳- کمیته مدیریت انرژی
ب)مرحله ممیزی و تجزیه و تحلیل
۱- بررسی عملکرد گذشته
۲- ممیزی انرژی

۳- تجزیه و تحلیل و شبیه سازی
۴- ارزیابی اقتصادی
ج)مرحله تکمیلی
۱- اهداف
۲- کاربرد اصول مدیریت انرژی
۳- سرمایه گذاری های بزرگ
۴- پیگیری نامه

برای جلب تعهد مدیریت انرژی لازم است که واقعیتها، آمارها، هزینه های مربوط به مصرف انرژی جاری ارائه گردیده و به همراه آن تخمینهایی را نیز در زمینه صرفه جویی های پیش بینی شده در آینده اعلام گردد. زمانی که تعهد مدیریت گرفته شود.یک نفر به عنوان هماهنگ کننده مدیریت انرژی انتخاب خواهد شد. این شخص می تواند یک عضو از مهندسین یک شرکت بزرگ یا یک

سرپرست تعمیرات یا یک تکنسین برق و یا یک سرکارگر باشد. در عملیات بزرگ، یک کمیته مدیریت انرژی نیز ممکن است به منظور هماهنگ نمودن فعالیتهایی که بر روی تسهیلات و فرآیندهای متفاوت تاثیر می گذارد، تشکیل گردد.

اصول عمومی
اگر چه تکنولوژی استفاده از انرژی توسط مصرف کننده نهایی دارای تنوع بسیار زیادی است ولی به نظر می رسد که فرضیه های اولیه و اصول عمومی که در مورد بسیاری از کاربردها مصداق دارد، برای همه عموما یکسان هستند. مشخصات اصول بنیادی برای مدیریت انرژی مفهوم جذابی است، به دلیل آنکه یک تقریب بنیادی به مسئله را امکان پذیر می سازد. این اصول به تنهایی کارایی مصرف را بهبود نمی بخشد، بلکه آنها می توانند پایه و اساسی برای یک تقریب نسبی به منظور پیشرفت بیشتر پاسخهای فنی ويژه باشند.

جدول زير خلاصه ای از اصول عمومی را که در محدوده وسیعی از موقعیتهای مختلف تجزیه گردیده اند، نشان می دهد.این جدول همچنین به طور تقریبی ارزیابی با کیفیت بالا از هزینه نسبی، زمان اجرا، پیچیدگی ها و مزایای مربوطه را فراهم می آورد.

جدول ۲:اصول عمومی مدیریت انرژی
اصول هزینه زمان نسبی انجام پیچیدگی نسبی مزایای نسبی
۱٫بررسی تاریخچه مصرف انرژی (بررسی اطلاعات گذشته) کم یکسال کم ۱۰-۵ درصد
۲٫ممیزی های انرژی(بررسی روش های جاری) کم یکسال کم ۱۰-۵ درصد
۳٫تعمیرات و نگهداری کم یکسال کم ۱۰-۵ درصد

۴٫تحلیل مصرف انرژی(تحلیل مهندسی، شبیه سازی کامپیوتری، مطالعات دسترس پذیری) کم متمایل به متوسط سالها متوسط متمایل به زیاد ۲۰-۱۰ درصد
۵٫تجهیزات با کارآیی بیشتر متوسط متمایل به زیاد سالها متوسط متمایل به زیاد ۳۰-۱۰ درصد
۶٫فرآیندهایی با کارآیی بیشتر متوسط متمایل به زیاد سالها متوسط متمایل به زیاد ۳۰-۱۰ درصد
۷٫محتوای انرژی(بازیافت گرما و کاهش تلفات) کم متمایل به متوسط سالها متوسط متمایل به زیاد ۵۰-۱۰ درصد

۸٫مواد جایگزین کم متمایل به متوسط یکسال کم ۲۰-۱۰ درصد
۹٫صرفه جویی در مواد(بازیافت مواد دور ریخته شده، بازیافت کالا و تولید مجدد آنها) کم یکسال کم ۱۵-۵ درصد
۱۰٫انتخاب کیفی مواد(خلوص و خواص آنها) کم یکسال کم ۱۰-۵ درصد
۱۱٫تجمع مصارف انرژی متوسط متمایل به زیاد سالها متوسط متمایل به زیاد ۵۰-۲۰ درصد
۱۲٫توالی مصارف انرزی متوسط متمایل به زیاد سالها متوسط متمایل به زیاد ۵۰-۲۰ درصد
۱۳٫منابع انرژی جایگزین(شکلی از انرژی یا جایگزینی سوخت) متوسط متمایل به زیاد سالها متوسط متمایل به زیاد ۳۰-۱۰ درصد

۱۴٫تبدیل انرژی متوسط متمایل به زیاد سالها متوسط متمایل به زیاد ۳۰-۱۰ درصد
۱۵٫ذخیره انرژی متوسط متمایل به زیاد سالها متوسط متمایل به زیاد ۳۰-۱۰ درصد
۱۶٫ارزیابی اقتصادی(هزینه، سود، نرخ بازگشت، هزینه دوره عمر مفید) کم یکسال کم ۱۵-۵ درصد
یک بحث خلاصه می تواند به روشن شدن این مطلب که چگونه این اصول در مورد مصرف کننده انرژی اجرا می گردند کمک نماید. برای مثال در یک واحد تولیدی صنعتی. تعمیم این موضوع به تسهیلات صنعتی بزرگ ، ساختمانهای تجاری یا حتی مناطق مسکونی باید کاملا روشن باشند.
اولین اصل، بررسی مصرف انرژی در گذشته است. اغلب این سوال که «چرا بایستی اینکار را

بکنیم؟»و این جواب که«این روشی است که همیشه انجام داده ایم»پیش می آید و فورا اولین اصل صرفه جویی را مطرح می نماید و برخی مواقع تغییرات فصلی یا عدم ادامه برنامه های تعیین شده مشهود بوده، اما تشخیص داده نشده اند. بررسی مراحل مختلف، مطالب را روشن می نماید و راههایی را برای ترکیب نمودن عملیات پیشنهاد می نماید و یا صرفه جویی را متاثر می سازد. اما اطلاعات گذشته هرگز کافی نیستند، زیرا این اطلاعات موضوع کلی را به تصویر می کشند ولی جزئیات آن را نشان نمی دهند.

ممیزی های انرژی، وسایلی برای تحقیق در زمینه مصرف انرژی به وسیله فرآیندهای ويژه و ماشین آلات می باشند و نگرشی درونی به عملیات غیر موثر را فراهم می آورند.
بهبود بخشیدن به وضعیت تعمیر و نگهداری در آن کارخانه معمولا منجر به صرفه جویی انرژی می شود. وسایل و تجهیزات روغنکاری شده باعث کاهش تلفات ناشی از اصطکاک انرژی می شوند. نظافت سیستم های روشنایی باعث انتقال نور بیشتر می شود.تعویض فیلترها افت فشار را کاهش می دهد.

تجزیه و تحلیل دست در دست ممیزی انرژی حرکت می کند تا میزان کارآیی تجهیزات و وسایل ناشی از تغییر یک متغیر (کاهش جریان به میزان ۵۰%) یا شبیه سازی عملیات جایگزین شوند، برای مثال به منظور روشنایی محوطه از لامپهای سدیم یا متال هالید به جای لامپهای جیوه ای استفاده شود. بسیاری از انواع وسایل و تجهیزات صنعتی و خانگی/تجاری بر اساس نوع کارایی شان برچسب زده شده و طبقه بندی می گردند. تفاوت های زیادی بین تولیدکنندگان وجود دارد که بستگی به اندازه، کیفیت، ظرفیت و هزینه اولیه دارد.

فرآیندهایی با کارایی بیشتر، اغلب می توانند بدون آنکه اثر زیان آوری بر روی کیفیت کالا داشته باشند، جایگزین گردند.مثال شاخصی از این نوع، کارخانه نورد فولاد است که از یک فرآیند پیوسته در جهت تولید محصولات فولادی استفاده می نمایند تا از تلفات انرژی در سرمایش و باز گرمایش موجود در تولید ناپیوسته و گروهی پرهیز شود. راه دیگر برای کاهش انرژی فرآیند، استفاده از فلزکاری پودری به جای روش ماشینی آن است.یکی دیگر از این مثالها فرآیند خشک تولید کاغذ می باشد که مقدار انرژی مصرفی برای تخلیه آب موجود در محصول نهایی را کاهش می دهد. در مقایسه اجاقهای پخت ماورای بنفش، استفاده از اجاقهای هوای ساکن می تواند باعث کاهش انرژی مصرفی در خشک کردن رنگهای با پایه حلال، بشود.

محتوای انرژی در جستجوی راهی برای نگهداری انرژی، کاهش میزان تلفات و بازیافت گرما می باشد. مثالهایی در این زمینه شامل تعمیر وسایل برای جلوگیری از نشت بخار، عایق بندی بهتر دیگهای بخار و لوله ها، نصب سیستم های سرمایشی و گرمایشی نیز نهایتا به تلفات انرژی منتهی می شود.

جایگزینی مواد نیز در برخی از مواقع می تواند مفید و مثمر ثمر واقع گردد. برای مثال در مواردی که درجه حرارت پایین باشد، می توان آلیاژهایی را که دارای نقطه ذوب پایین می باشند، جایگزین موادی که نیاز به درجه حرارت بالا دارند، نمود.مواد اولیه ای که برای ماشینکاری آسان تر باشند و یا نیاز به انرژی کمتری برای تولید داشته باشند، می توانند جایگزین موادی که در تولید، انرژی بیشتری را خود اختصاص می دهند، گردند.در برخی از کاربردها، رنگهای حاوی آب، بدون پختن می توانند مورد استفاده قرار گیرند.

اقتصاد مواد دلالت بر بازیافت زواید، کاهش میزان اتلاف انرژی و«طراحی برای مصرف مجدد آشغالها» دارد. برای مثال فلزکاری پودری که در بالا قید شد نیز از توابع همین اصل است.طراحی محصول، امکان بازیافت و مصرف مجدد قطعات موتورها و دیگر اجزای با قابلیت استفاده یا مجدد را می دهد که مثال دیگری از این مقوله است . در حقیقت ساختار این ماشین آلات می تواند به گونه ای طراحی شود که قابلیت استفاده یا جایگزینی مجدد را داشته است.
انتخاب کیفیت مواد از اهمیت فوق العاده ای برخوردار است، چرا که کیفیت نامناسب مواد تقریبا همیشه به معنی هزینه بالاتر و اغلب مصرف انرژی بیشتر می باشد. برای مثال، آیا آب مقطر مورد نیاز است یا آب یونیزه نشده کفایت می کند؟ خلوص مواد شیمیایی جریان های فرآیندی اثرات بسیار زیادی بر روی ارزش انرژی دارد. تحقیق در مورد ناخالصی مواد در بسیاری از کاربدها ممکن است اهمیت چندانی نداشته باشد.

تراکم مصارف انرژی در برخی از موارد معین می تواند کارایی داشته باشد . برای مثال در یک کارخانه تولیدی می توان بعضی از قسمتهای خط تولید کالا را در مجاورت قسمتهای دیگر خط تولید(مرحله بعدی) قرارداد و به این وسیله هزینه های حمل و نقل مواد اولیه را به حداقل رسانید.قرارگرفتن مراحل تولید به ترتیب صحیح می تواند مصرف انرژی را کاهش دهد، برای مثال استفاده از گرمای حاصل در یک مرحله از تولید برای ایجاد گرمای اولیه مورد نیاز در مرحله بعدی تولید، در مصرف انرژی صرفه جویی خواهد نمود.

بالاخره، ارزیابی اقتصادی ابراز لازمی برای مدیریت انرژی است. تجهیزات جدید، فرآیندهای تولید یا انتخابها باید برای تعیین میزان هزینه ها و بازگشت سرمایه مورد مطالعه قرار گیرند. هزینه های عملیاتی، اعتبارات مالیاتی سرمایه گذاری، مالیاتها، استهلاک و هزینه سرمایه گذاری باید در یک تجزیه و تحلیل واقع بینانه مدنظر قرار گیرند، بالاخص اگر قیمت های سوخت و انرژی مرتبا رو به افزایش باشند.

انجام این مفاهیم می تواند در چندین سطح انجام پذیرد.می توان وضعیت تجهیزات و امکانات را بهبود بخشید و دوباره سازی نمود. این گونه عملیات می توانند بودجه عملیاتی یا دلارهای سرمایه ای را در برگیرند که بستگی به اندازه و پیچیدگی پروژه در دست اقدام خواهد داشت.
با امکانات جدید، طراحان کارخانجات فرصتهای بسیاری را برای افزایش کارایی در اختیار دارند و این اغلب بدون افزایش هزینه های سرمایه گذاری انجام خواهد شد. بالاخره در ساختمان سازی،

سازندگان می توانند کاراترین تجهیزات و مواد اولیه را که از نظر اقتصادی یا صرفه باشند، مشخص نمایند.وقتی که هزینه های انرژی ناچیز باشد، غالبا هزینه تجهیزات با اهمیت خاصی مورد توجه قرار می گیرد. حالا اگر انتظار هزینه های عملیاتی بالاتری را داشته باشیم، می توان هزینه های بالای اولیه را توجیه نمود، البته در صورتی که این هزینه ها منجر به صرفه جویی در طول عمر آن پروژه گردد.

برنامه ریزی برای مدیریت انرژی
پیش درآمد:
در فصل قبل، اجزای مدیریت انرژی مورد بحث قرار گرفت و نتیجه گیری شد که برخی از اصول عمومی مشخص در مدیریت انرژی باید شناسایی شوند.
این فصل به بررسی برنامه ریزی لازم جهت ایجاد یک برنامه مدیریت انرژی موثر و نیز بحث در مورد تجزیه نمودن برخی از مشکلات و همچنین راههای فایق آمدن بر آنها می پردازد.این فصل مفصلا به بحث در مورد الگوهای مصرف انرژی در گذشته می نشیند و سپس نتایجی را که عملا می توان از چنین تجزیه و تحلیلهایی به دست آورد، معین می نماید.

طرح برنامه ریزی
انگیزه شروع برنامه بایستی از جایی سرچشمه بگیرد.در یک مورد ممکن است مدیر اجرایی شرکت که بر اساس اطلاعات بخش عرضه انرژی شرکت، مواجه شدن با مشکلات راپیش بینی می نماید، باشد.در مورد دیگر ممکن است افزایش هزینه های انرژی، یک انگیزه مالی برای شروع یک برنامه باشد. در گروهی از بیمارستانهای کالیفرنیا، مجتمع بیمارستانی به طور صحیح تشخیص داد که یک برنامه مدیریت انرژی می تواند هزینه های عملیاتی آنان را کاهش دهد. آنچه از شواهد برمی آید، شامل دلیل مهمتر تلاش بیمارستان ها برای کنترل هزینه ها، علی رغم آنکه هزینه های انرژی

کسر کوچکی از کل هزینه های عملیاتی آنها را تشکیل می دادند، آن بود که می توانست پی آمدهای مهم سیاسی به همراه داشته باشد. هنوز هم امکان دیگری برای یک برنامه وجود دارد و آن بخش تولید یا نگهداری است که می تواند کارکنان را از فرصت های صرفه جویی انرژی آگاه سازد.
بگذارید تصور کنیم که زمان برای آغاز یک برنامه، بدون توجه به ایجاد انگیزه آن توسط مدیریت رده بالا و یا پایین ترین رده عملیاتی شرکت مناسب باشد.از کجا باید شروع کرد؟

مرحله آغاز
به محض آنکه تصمیم به آغاز یک برنامه گرفته شد، مدیر انرژی باید گامهای مشخصی در جهت اطمینان از پذیرش و موفقیت این برنامه، بردارد.اولین قدم آن است که باید با توجه به اندازه و پیچیدگی شرکت، کمیته ای متشکل از نمایندگان هر یک از بخش های مختلف موسسه یا بخش مصرف کننده انرژی تشکیل داد. نماینده ای از بخش حسابداری می تواند اقدام موثر دیگری باشد و در قدم بعدی، مدیر انرژی باید نیاز به برنامه را برای مدیران بخشها و سرپرستها از جوانب اقتصادی و عرضه انرژی توضیح دهد. کمیته باید گامهایی به ترتیب، در زمینه آگاه سازی کارکنان از نیاز به انرژی، تاکید به تلاش در کاهش میزان تلفات به جای«خاموش کردن چراغها»بردارد.

برای مثال شکل (۱) نمودار سازمانی مدیریت انرژی برای یک محیط صنعتی با سه بخش اصلی را نشان می دهد. یک کمیته مدیریت انرژی، متشکل از یک هماهنگ کننده (که توسط رئیس انتخاب شده است) و نماینده ای از هر سه بخش تولیدی، بخش مهندسی، بخش تعمیرات و نگهداری و بخش نیروگاه مرکزی کارخانه می باشد.
هدف از تشکیل چنین کمیته ای ، هماهنگی برنامه ها، ارائه عقاید و دیدگاههای جدید، و حصول اطمینان از آنکه اقداماتی در یک بخش از کارخانه صورت می پذیرند اثر نامطلوبی بر بخش دیگر نداشته باشد، می باشد.

روشی مشابه حتی می تواند برای یک شهر نیز به مورد اجزا درآید.برای مثال در پی تحریم نفتی سال ۱۳۷۳، شهر لس آنجلس به دلیل کمبود شدید سوخت مجبور به اجرای برنامه کاهش مصرف برق در بخش های مسکونی، تجاری و صنعتی شد. در ادامه مبارزه، شهر با مسائل ناشی از این تغییرات، شهردار کمیته ای به نام کمیته حفظ منابع انرژی وابسته به ادارات داخلی را تشکیل داد. این کمیته به صورت دوره ای تشکیل جلسه می داد و به بررسی و پیشنهاد قوانین و مقررات جدید، بنیاد نهادن یک سیستم گزارش انرژی برای بخشهای مختلف شهر، آغاز کردن ممیزی های انرژی در ساختمانهای عمومی و ایجاد ارتباط با گروهی دیگر از مفاهیم مدیریت انرژی، می پرداخت.

مرحله ممیزی و تجزیه و تحلیل
بعد از اینکه مرحله آغاز تکمیل شد، مرحله بعدی مشخص نمودن محل و کیفیت استفاده انرژی را در بر می گیرد. انجام این مرحله نیاز به اقدامات ذیل دارد:

مرحله آغاز
۱٫ متعهدشدن مدیریت در مقابل یک برنامه مدیریت انرژی.
۲٫ انتخاب یک هماهنگ کننده مدیریت انرژی.

۳٫ ایجاد یک کمیته مدیریت انرژی متشکل از نمایندگان بخشهای اصلی کارخانه یا شرکت.

مرحله ممیزی و تجزیه و تحلیل
۱٫ مرور الگوهای قبلی مصرف انرژی و سوخت.
۲٫ تسهیل ممیزی میان گذر.

۳٫ تجزیه و تحلیل نمودن قبل از شروع کار، مروری بر نقشه ها، اوراق اطلاعات و مشخصات وسایل و تجهیزات.
۴٫ توسعه طرحهای ممیزی انرژی.
۵٫ اجزای ممیزی انرژی در کارخانه با : (الف) فرآیندها، (ب) امکانات و تجهیزات.
۶٫ محاسبه مصرف سالانه انرژی بر اساس نتایج ممیزی.
۷٫ مقایسه با اطلاعات مربوط به گذشته.
۸٫ مرحله تجزیه و تحلیل و شبیه سازی(محاسبات مهندسی، موازنه های گرما و جرم، محاسبات تئوری کارایی، تجزیه و تحلیل و شبیه سازی کامپیوتری)به منظور ارزیابی انتخابهای ممکن در مدیریت انرژی.
۹٫ تجزیه و تحلیل اقتصادی از روش های انتخاب مدیریت انرژی(هزینه های در طول عمر مفید، نرخ بازگشت، بهره مندی، نسبت منفعت به هزینه).

مرحله اجرا
۱٫ ایجاد اهداف موثر انرژی برای سازمان یا هر یک از واحدهای مجزا.
۲٫ تعیین نیازهای سرمایه گذاری و اولویتها.
۳٫ استقرار روش های اندازه گیری و ارائه گزارش نصب دستگاه های کنترل کننده و ثبات در صورت نیاز.
۴٫ برقراری روش های ارائه گزارش روزانه(جدولهای «پیگیری انرژی») برای مدیران و اهداف تبلیغاتی.
۵٫ ترویج آگاه سازی و حضور کارکنان در برنامه ها به طور مستمر.
۶٫ زمینه سازی برای ارزیابی و بررسی دوره ای در سرتاسر برنامه مدیریت انرژی.

کمیته مدیریت انرژی
شکل ۱-نمودار سازمانی مدیریت انرژی
• مروری بر مصرف انرژی در گذشته.
• ممیزی های انرژی.
• تجزیه و تحلیل مهندسی.
• تجزیه و تحلیل اقتصادی.

بگذارید ابتدا نگاهی به روش ها و اهداف ناشی از تجزیه و تحلیل مصرف انرژی در گذشته بیاندازیم. بررسی اطلاعات گذشته می تواند از صورتحسابهای امکانات شهری، پرونده های کارخانه، آمارهای تولید یا هر گونه منبع اطلاعاتی دیگر استخراج شود.
هدف شناخت و درک روش های کوتاه مدت و بلند مدت مصرف انرژی است، به عنوان مثال:
• چه مرجع اصلی در مصرف انرژی وجود دارد که برنامه مدیریت انرژی سعی در بهبود آن می نماید؟
• همچنین الگوهای قبلی مصرف انرژی چه نوع الگوهایی هستند و چه اهمیتی برای برنامه مدیریت انرژی دارند؟
• مروری بر مصرف انرژی در گذشته.
• ممیزی های انرژی.
• تجزیه و تحلیل مهندسی.
• تجزیه و تحلیل اقتصادی.

مراحل مدیریت انرژی
توالی روشن و واضحی برای توسعه فعالیت های مدیریت انرژی وجود دارد.هر سازمانی، از جمله مدیریت انرژی لازم است که مساعی خود را به مراحل مختلفی از رشد و پیشرفت تطبیق دهد. این مراحل می توانند به صورت مراحل متداخل تصور شوند.
مرحله ۱ اعمال کنترل بر روی مصرف انرژی .
مرحله ۲-سرمایه گذاری در ذخیره انرژی.
مرحله ۳-نگاهداری و حفظ کنترل روی مصرف انرژی.

مرحله ۱- اولین هدف مدیریت انرژی باید اعمال کنترل روی مصرف انرژی و هزینه آن باشد. این عمل می تواند با تعیین استفاده کنندگان عمده سازمان از انرژی و معرفی راههای بدون هزینه برای جلوگیری از اسراف انرژی باشد.
تعیین استراتژی – نوع سوخت و تعرفه را مورد بررسی قرار دهید تا اطمینان حاصل شود که مناسب ترین منبع انرژی را به کار گرفته اید و اینها با قیمت معقول خریداری شده اند.

نحوه عملیات سیستمهای حرارتی، لامپها، تهویه و سایر لوازم و تجهیزات را مورد بازبینی قرار دهید تا ا طمینان حاصل کنید که وسایل و تجهیزات و ماشینهای موجود با حداکثر بازدهی کار می کنند.
اقدامات آموزشی و انگیزش – حدود دانش و آگاهی کارکنان را در مورد انرژی و برنامه های آموزشی مشخص و معین را مورد بررسی مجدد قرار دهید تا اطمینان حاصل شود که در مورد نحوه نگاهداری و استفاده از وسایل و تجهیزات به افراد و گروه هایی که کارشان روی مصرف انرژی تاثیر دارد، راهنماییهای کافی در سرتاسر سازمان به عمل آمده است.
مرحله ۲-بعد از اینکه طرز کار تجهیزات (مولد انرژی) و ساختمان مورد کنترل قرار گرفت و مصرف بی مورد تحت نظارت درآمد، توجه شما می تواند به ذخیره انرژی که هزینه در بردارد، معطوف شود.
اقدامات سرمایه گذاری-فرصتهای سرمایه گذاریدر زمینه افزایش بازدهی انرژی را بررسی کنید و بر حسب هزینه، سرمایه لازم و پیش بینی درصد بازگشت آنها را اولویت بندی نمایید.

برنامه کار را بر مبنای منابع موجود که بازگشت سرمایه را به حداکثر می رساند، تنظیم نمایید.
مرحله ۳- به محض اینکه مراحل دوم به جریان افتادند، شما باید کنترلها را اعمال و از سرمایه تان محافظت کنید. این بدان مفهوم است که یک سیستم اطلاعات مدیریت انرژی به وجود آورید.
اطلاعات مدیریت انرژی-روش های جمع آوری، پردازش و بازخور اطلاعات را مورد بازبینی قرار دهید تا اطمینان حاصل کنید که اطلاعات به موقع در اختیار افرادی که به آنان نیاز دارند، قرار می گیرد و تصمیم گیری بر مبنای آن به عمل می آید.

سازماندهی
قلمرو مدیریت انرژی باید به تمام سازمان شمول یابد. مدیر انرژی باید به تمام قسمتهای سازمان دسترسی داشته باشد، اما مدیریت انرژی باید در یک محل استقرار یابد. جایگاه مدیریت انرژی ممکن است به این شرح باشد:
• اداره امور فنی
• اداره امور پرسنلی
• اداره امور مالی
• دفتر مدیریت عامل سازمان
• مشاور- خارج از سازمان

جایگاه مدیریت انرژی
گرایشی وجود داشته باشد که صرفه جویی در انرژی به عنوان یک فعالیت فنی دیده شود و شما ممکن است فعلا در سازمانتان جزو یک قسمت فنی باشید. این روش ممکن است در مرحله ۱ برنامه مدیریت انرژی خوب به نظر برسد و روی مصرف انرژی کنترل اعمال نماید، اما برای آموزش یا فعالیتهای اطلاعاتی مدیریت انرژی، مناسب نباشد.

اداره امور مالی ممکن است جای مناسبی برای انگیزش و آموزش یا فعالیتهای اطلاعاتی مدیریت انرژی باشد. اداره امور مالی احتمالا در بلندمدت، مبنای خوبی برای این عمل خواهد بود و کنترل مالی و روش های حسابداری مورد لزوم مرحله ۳ را فراهم نماید. اما هر دو واحد محدودیت هایی از لحاظ حساسیت فنی و اعتبار قابلیت پذیرش ، در بردارند.

دفتر ریاست عالیه ممکن است سرعت ایجاد پیشرفت مدیریت انرژی را در اولین کار تسهیل کند اما در بلند مدت اگر بخواهیم مدیریت انرژی در جریان امور سراسر سازمان وارد شود ممکن است این هم جایگاه خوبی نباشد.
آخرین راه حل استفاده از مشاوران خارج از سازمان است. این مشاوران می توانند تجربه و تخصص لازم را در اختیار سازمان قرار دهند . روش مزبور ممکن است از لحاظ حمایتهای فنی برای کمک به کارکنان داخل سازمان مناسب باشد. لیکن شبکه ارتباطی و تماسهای روزانه را که برای مطلع نگاه داشتن و انگیزش کارکنان لازم است ، در بر نداشته باشد. در عمل ممکن است هیچ جای منحصر به فرد مطلوبی نباشد و جای مطلوب باید با تغییر سازمان در طول زمان از یک مرحله مدیریت انرژی به مرحله دیگر، تحول یابد.

هر راه حلی مزایا و محدودیت های خودش را بر دارد. هر وضعیتی که شما داشت ه باشید باید بر اساس آن ، محل
سازمان را تعیین کنید.
سوالات مهمی که در این رابطه مطرح می باشند، عبارتند از:
• آیا تمام کارکنان مدیریت انرژی باید در یک واحد جمع باشند؟

• آیا می توان آنها را در سرتاسر سازمان پراکنده نمود؟از نقطه نظر مدیریت ضعف در یک واحد در درون یک قسمت خاص، کوتاهترین زنجیره فرمان دهی را دارد و همچنین ممکن است موجبات وحدت و یکپارچگی (Esprit de corps) و انجام مقیاس اقتصادی(Economics of scale) را فراهم آورد. اما قسمتهای پراکنده با مسئولیت های اعطا شده در داخل واحدهای مختلف ممکن است در بلند مدت از لحاظ تاثیر انرژی در فعالیت های مختلف سازمان مفیدتر باشد.

کدام یک از این راه حل ها می تواند بهترین راه حل باشد؟ (نه در کوتاه مدت بلکه در بلند مدت) به شرایط خاص شما در سازمان بستگی دارد. اگر شما خودتان را در یک قسمت فنی بدانید در آن صورت مدیریت انرژی را یک فعالیت فنی تخصصی، محسوب خواهید داشت، انرژی یک مساله مدیریتی است نه فنی-تخصصی، شما باید:
• اقدامی به عمل آورید که بهینه سازی انرژی یک مسئولیت مدیریتی تلقی شود.
• کاری بکنید که این ایده جدی را بپذیرند و بدان عمل کنند و خودشان را پاسخگوی مصرف انرژی بدانند.

ماتریس مدیریت انرژی و جایگاه آن در برنامه ریزی
برنامه ریزی مهمترین عنصر کلیدی در مدیریت انرژی است. برنامه ریزی مرحله ای مهمتر از تصمیم گیری است که ایده و فکر صرفه جویی در انرژی را با توجه به محدودیت های سازمان تبدیل به فعالیتهای سازمان به صورت مجموعه ای منسجم و مرتبط به هم دیده شوند.
یکی از راه های تعیین وضعیت موجود هر سازمان از نظر انرژی، معین کردن جایگاه سازمان در ماتریس مدیریت انرژی است. سطرهای این ماتریس (از سطح ۰ تا ۴) نشاندهنده پیچیدگی و تکامل سازمان در قبال مديریت موثر انرژی و ستونهای آن در ارتباط با موضوعات کلیدی مدیریت (سیاست انرژی، سازمان دهی انرژی، انگیزه صرفه جویی در میان کارکنان، سیستمهای اطلاعاتی انرژی، بازاریابی و سرمایه گذاری در امر انرژی) می باشد. نمودار زیر ماتريس مديریت انرژی را نشان می دهد. استفاده از ماتریس مديریت انرژی به دودلیل زير توصیه شده است.

۱٫ کمک به شناخت وضع موجود مدیریت انرژی و سیاستهای جاری مدیریت انرژی در سازمان.
۲٫ کمک به سازماندهی و بهبود مدیریت انرژی در سازمان .
ماتریس مدیریت انرژی روشی ساده و سریع برای معین ساختن وضع موجود سازمان از نظر صرف انرژی است. برای استفاده از این ماتریس لازم است موضوعاتی که در سازمان مورد نظرتان نسبت به سایر مسائل، بحرانی تر است را

معین کنید.به طور خلاصه باید:
وضعیت و جایگاه سازمان خود را در ماتریس مدیریت انرژی معلوم سازید.
روی ستون هایی که می توانید بیشترین پیشرفت را داشته باشید تکیه کنید.
موانع پیشرفت را معین کرده و راههای غلبه بر آن مشکلات را توصیف کنید.
فرصت های بهبود را معلوم کرده و تصمیم بگیرند که چگونه می توان از آن فرصت ها بهره برداری کرد.

در جریان بهبود، همه کارکنان از مدیران عالی تا کارگران ساده را درگیر کنید.
با استفاده از ماتریس مدیریت انرژی- سازمانها از نظر مدیریت انرژی در چها ر سطح به شرح زیر قرار می گیرند:
سطح صفر در این سازمانها، واحدی تحت عنوان مدیر انرژی وجود نداشته و سیاست رسمی در قبال مصرف انرژی در سازمان موجود نیست.
هیچ فردی یا واحدی مسئولیتی در قبال «مدیریت» انرژی نداشته و هیچ نظراتی بر مصرف انرژی وجود ندارد. برنامه ای برای ایجاد و توسعه آگاهی دراستفاده از انرژی و بهینه سازی مصرف انرژی در داخل این قبیل سازمانها وجود ندارد.